[发明专利]一种弱联系电网中频率控制装置定值参数的仿真配置方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统频率控制装置，具体涉及一种弱联系电网中频率控制装置定值参数的仿真配置方法。

背景技术

弱联系电网自身容量小，最大单机容量占电网总容量的比例较大，在局部电网严重故障、自然灾害或人为操作失误等偶然事故下，易出现电网联络线解列形成孤网运行。孤网发生的瞬间，孤网内所有机组出力和负荷功率之间存在一定的功率差额。较大的功率差额将导致地区孤网频率产生大幅度波动，系统中的一些控制元件将响应频率的变化进行调节或者动作，主要包括：汽轮机和水轮机的一次调频控制系统、汽轮机的超速保护控制装置、高频切机与低频减载装置。如果控制策略不当，将引发系统频率振荡，严重时甚至发生频率崩溃，导致区域电网发生大面积停电事故。

当弱联系电网解列成孤网后，原以保护设备自身为主的保护方式和以直接控制发电机功率的控制方式已不再适应孤网运行，需要切换为发电机组同步运行和系统中能量平衡的速度控制方式。孤网运行特点与大型互联电网有较大不同，而且孤网自身的复杂性，尤其是针对存在大机小网问题的地区电网，其系统容量小与主网联系薄弱，孤岛方式下的频率控制技术问题远大于经验丰富的大型互联电网。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种弱联系电网中频率控制装置定值参数的仿真配置方法，依据弱联系电网严重故障导致孤网运行后频率变化速度快且幅度大的特点，从孤网频率降低和升高两个方面，综合考虑了汽轮发电机组一次调频控制装置、水轮发电机组一次调频控制装置、汽轮机超速保护控制装置、高频切机安全自动装置、低频减载安全自动装置和低压减载安全自动装置等频率控制装置的动作特性，制定出科学、合理的弱联系电网频率控制装置定值的仿真配置方法，具有适应性强、考虑因素全面、方案合理等优点。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

提供一种弱联系电网中频率控制装置定值参数的仿真配置方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：建立电网数据模型；

步骤2：建立弱联系电网出现孤网运行方式的故障集；

步骤3：仿真分析严重故障下频率控制装置的动作行为和孤网频率的变化情况，判断发生引起孤网频率变化的严重故障时的仿真结果是否满足相应条件，若满足则认为频率控制装置配置方案的效果良好，若不满足，则对频率控制装置定值参数进行调整；

步骤4：分析调整定值参数后的频率控制装置对弱联系电网不同的运行工况和故障形式的适应性，并确定频率控制装置的最终配置方案。

所述步骤1中的电网数据模型包括含频率控制装置的弱联系电网仿真数据模型和外部电网数据模型，所述弱联系电网仿真数据模型通过弱联系通道与外部电网数据模型连接。

所述频率控制装置包括汽轮发电机组一次调频控制装置、水轮发电机组一次调频控制装置、汽轮机超速保护控制装置、高频切机安全自动装置、低频减载安全自动装置和低压减载安全自动装置。

采用牛顿—拉夫逊法对所述电网数据模型进行潮流计算以获得初始运行工况。

所述步骤2中，故障集包括引起孤网频率升高的严重故障和引起孤网频率降低的严重故障。

所述严重故障为导致弱联系电网与外部电网的联络断面失步解列，解列后出现高频低频现象的故障；所述严重故障包括电网中曾发生过的严重故障、发生可能性较大的严重故障和考虑继电保护拒动的严重故障。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：仿真分析严重故障下频率控制装置的动作行为和孤网频率的变化情况，得到弱联系电网的仿真结果；

步骤3-2：判断发生引起孤网频率降低的严重故障时的仿真结果是否满足相应条件，若满足则认为低频减载安全自动装置配置方案的效果良好，且与其他频率控制装置间的协调配合关系良好；若不满足，则对低频减载安全自动装置的定值参数进行调整，使低频减载安全自动装置满足定值功率缺额下孤网频率可恢复至正常水平；

步骤3-3：判断发生引起孤网频率升高的严重故障时的仿真结果是否满足相应条件，若满足则认为汽轮机超速保护控制装置和高频切机安全自动装置的配置方案分别效果良好，且两者之间的协调配合关系良好；若不满足，则对汽轮机超速保护控制装置和高频切机安全自动装置的定值参数分别进行调整，使两者协调配合，有效控制孤网频率升高和频率振荡。

所述步骤3-1中的弱联系电网的仿真结果包括：

1）低频减载安全自动装置动作轮次K₁；