[发明专利]一种基于PSCAD的核电机组动力、电气混合仿真平台

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域,更具体地说,是涉及一种基于PSCAD的核电机组动力、电气混合仿真平台的建立。

背景技术

中国正大力发展核电,核电接入电力系统后将与系统之间产生重大影响,随着电网峰谷差的不断增大及核电的规模化发展,核电参与调峰的必要性愈显突出,针对核电发展趋势及系统并网要求,需要对核电参与调峰及系统日负荷特性变化,核电机组的负荷跟踪模式及调峰幅度要求开展深入研究,对此,有必要结合核电模型建立核电机组仿真平台。

目前已存在一些压水堆核电厂的模型,按其目的性可分为2类:一类是主要用于培训核电厂工作人员的仿真器,它们建立了详细的核电厂控制和保护系统模型；另一类是用于研究核电厂与电力系统中长期动态过程的模型或仿真程序。这些模型考虑的环节较多,阶数较高,一般超过20阶,最高达到50多阶,不易实现。

针对现状,需要为研究分析核电与电网联合调峰运行建立核电站和电网协同运行的统一工程化仿真平台。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于PSCAD的动力,电气一体化仿真平台模型,适用于PSCAD中核电机组仿真模型的简化,以及在PSCAD中进行负荷跟踪能力分析和调峰方式论证。

为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是：

一种基于PSCAD的核电机组动力、电气混合仿真平台，包括压水堆模块，发电机模块及等值电网模块；压水堆模块通过汽轮机及调速器与发电机模块相连接，发电机模块直接与等值电网模块连接；

实现步骤如下：

步骤1)获取仿真所需参数：具体获取核电厂动力和电气运行环节的如下参数：中子堆参数，蒸汽发生器参数，功率控制系统参数，汽轮机及其调速器参数，同步发电机参数，核电站出口运行参数，电网等值参数；

步骤2)建立核电站仿真模块：建立数学模型，依据步骤1)中的运行参数，在PSCAD环境中搭建仿真模块步骤如下：

步(1)核电站运行参数，包括：中子通量参数、热线温度参数、冷线温度参数、蒸汽压力参数、阀门开度参数和输出机械功率参数；核电站运行参数工作原理包括核电站基本发电工作原理和各模型物理原理；对应的数学模型；物理原理各模型包括：中子动力学模型、堆芯燃料温度模型、一回路冷却剂平均温度模型、蒸汽发生器模型、功率控制模型、汽轮机及其调速器模型、发电机模型、等值电网模型；

步(2)根据步(1)中建立的数学模型对压水堆模块进行搭建，根据PSCAD主库模块建立核电机组所需的仿真平台自带的发电机模型；

步(3)对等值电网的出口进行动态等值；建立PSCAD主库选择所需的等值模型；

步骤3)建立整体仿真平台：根据水堆模块，发电机模块及等值电网模块的连接信息，将已建立好的压水堆内部模块和自动生成模块进行连接组合；所述压水堆内部模块包括：中子动力学模型、堆芯燃料温度、冷却剂温度动态模型、热线冷线温度模型、蒸汽发生器模型、功率控制模型、汽轮机及其调速器模型；所述自动生成模块为PSCAD主库模块包括发电机主体及其励磁系统模型和等值电网模型；

建立压水堆内部模型各数学模型所需的参数和发电机，等值电网建模所需电气参数，包括：发电机的额定功率，额定电压，电抗，转矩和等值电网的电源电压，频率，电阻，电抗。

本发明的优点是:

1.本发明是首次在PSCAD仿真软件中对核电站压水堆进行建模,通过汽轮机首次将动力,电气运行联系起来,可以全面而真实的反应核电机组负荷跟踪能力。

2.本发明具有较好的可操作性,根据发电机输出的额定功率的不同调节功率整定值,确定负荷运行方式。

3.本发明在PSCAD环境下,不影响等值电网的外部特性下,极大的优化了模型结构,使电路简单,容易实现,提高了仿真效率。

附图说明

图1为本发明的整体框图。

图2为本发明的PSCAD仿真平台功能图。

图3是模型搭建流程图。

图4-1是仿真曲线图之一。

图4-2是仿真曲线图之二。

图4-3是仿真曲线图之三。

图4-4是仿真曲线图之四。

图4-5是仿真曲线图之五。

图4-6是仿真曲线图之六。

图4-7是仿真曲线图之七。

具体实施方式

下面将结合本发明附图图1，图2，图3，图4-1，图4-2，图4-3，图4-4，图4-5，图4-6，图4-7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚,完整的描述。