[发明专利]一种基于水、火电不同比例一次调频能力优化方法

说明书

本发明公开了电力系统技术领域的一种基于水、火电不同比例一次调频能力优化方法，旨在解决现有技术中水电比重较高的电网中出现较大功率波动时，水轮机水锤效应会进一步破坏电网中有功功率的不平衡，最终导致电网频率恶化的技术问题，搭建系统频率响应模型；分析功率缺额扰动时水、火电不同比例对系统频率的影响；获取系统频率最低时间；判断是否增加水轮机调速器延时环节。本发明所述方法通过分析水锤效应时间与频率最低时刻的关系，提出了增加水电机组调速器延时控制环节来提高水电占比高电网的一次调频能力的方法，仿真实验证明所提方法能使故障后系统的最低频率得到很好的提升，且最低频率出现的时间会相应的延迟。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于水、火电不同比例一次调频能力优化方法。

背景技术

频率是衡量电网电能质量的重要指标之一，机组的一次调频功能是当系统受到大功率故障扰动时维护电网频率稳定、在正常负荷波动下防止电网频率大幅波动的重要手段。当电网频率偏离额定值时，具备一次调频功能的机组根据系统的频率变化量自发的快速调整出力，改善系统的频率稳定性。

我国四川、西藏、云南等地区水电资源丰富，随着大型水电站和抽水蓄能电站的不断建成投运、远距离输电系统的增加以及全国互联电网的逐步形成，与水电站和抽水蓄能电站相关的安全稳定问题日趋严重。由于水轮机具有水锤效应，所以当水电比重较高的电网中出现较大功率波动时，水轮机水锤效应会进一步破坏电网中有功功率的不平衡，最终导致电网频率恶化。

随着我国跨区域互联电网的不断发展，大容量远距离输电成为我国电网的一个重要特点。随着单回输电线路的输电容量不断增加，频率大幅度波动事故的风险不断加大，使得电网运行调度更加关注机组一次调频的性能

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水、火电不同比例一次调频能力优化方法，以解决现有技术中水电比重较高的电网中出现较大功率波动时，水轮机水锤效应会进一步破坏电网中有功功率的不平衡，最终导致电网频率恶化的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于水、火电不同比例一次调频能力优化方法，包括以下步骤：

a、搭建系统频率响应模型；

b、分析功率缺额扰动时水、火电不同比例对系统频率的影响；

c、获取系统频率最低时间；

d、判断是否增加水轮机调速器延时环节。

所述步骤a包括以下步骤：

aa、建立不平衡功率的调节模型：

式中，Δp表示机组的投退、负荷的扰动、联络线的开断所引起的不平衡功率，W_k表示发电机转子吸收或释放的动能，ΔP_L表示负荷的频率调节效应，ΔP_G表示发电机组一次调频措施；

ab、列出系统的状态方程：

式中，K_D表示系统负荷频率调节效应系数，T_S表示等值机惯性时间常数，K_G表示发电机的功率频率静态特征系数，T_G表示发电机的调速器和原动机的综合时间常数，Δf表示频率偏差量，ΔP_OL表示机组与负荷共同作用后功率缺额量，ΔP_G表示发电机组一次调频措施，ΔP_D表示负荷的频率调节效应，ΔP_OLO表示故障扰动造成的功率缺额大小；

ac、细化频率调节特性的反馈环节；