[发明专利]一种考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动改进方法

说明书

本发明涉及电力系统安全运行领域，具体涉及一种考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动改进方法。本发明针对黑启动以燃气轮机作为黑启动电源的黑启动方案，建立了一种考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动改进方法，通过增加储能辅助系统，维持负荷恢复阶段中黑启动路径上各母线节点的电压和频率在允许范围内，并利用电磁暂态建模仿真验证改进方案的效果。本发明可不依靠复杂的负荷恢复策略优化调度及燃气轮机调节性能改造等方式，从黑启动电源侧有效提高黑启动方案的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统安全运行领域，具体涉及一种考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动改进方法。

背景技术

随着电力系统规模的日益扩大、间歇性新能源的高比例接入以及社会对电力供应依赖程度的不断提高，大停电事故造成的影响也越来越大，黑启动作为大停电事故的安全防御重要措施之一，对于减轻恢复负荷负担、加快电力系统恢复速度、减小大停电事故带来的恶劣影响具有重要意义。

传统的黑启动方案中，常常选用具有自启动能力、功率小、启动速度快的水电、燃气机组等作为黑启动电源，但实际生产中，因水电厂地理位置独特、离市区集中负荷较远等劣势，更倾向于使用燃气机组做黑启动预案，对预案中的黑启动阶段、网络重构阶段及负荷恢复阶段做仿真分析发现，方案中最大的难点是维持负荷恢复阶段中黑启动路径上各母线节点的电气量在允许范围内。现阶段对于这项内容的研究主要集中在根据机组发电量、节点及负荷重要度对黑启动策略进行优化上，对优化算法的可靠性及电网调度能力依赖大，且通过复杂的优化策略实现电气量的平衡还需考虑到燃气机组的输出调节速度，使得整个负荷恢复阶段用时较长。随着储能技术的快速发展，储能电站已具备响应速度快、对电网输出功率调控灵活、安装位置不受限等优点，在黑启动电源侧为燃气机组配置储能辅助系统能直接在黑启动源头弥补燃气机组响应速度、灵活调控上的劣势，提高黑启动方案的可靠性。但目前暂未发现考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动方法的文献。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动改进方法，本发明的具体技术方案如下：

一种考虑储能辅助系统的燃气轮机黑启动改进方法，包括以下步骤：

S1：建立模型，根据选定的黑启动电源电厂A及黑启动方案恢复的第一个电厂B制定初始黑启动多源小系统模型，所述模型包括单电源电厂A、若干空充母线、B电厂辅机、B电厂待启动电源；所述单电源电厂A、若干空充母线、B电厂辅机、B电厂待启动电源依次连接；

S2：启动仿真，对建立的单电源带动多种辅机的黑启动多源小系统模型进行电磁暂态仿真计算，根据仿真输出的黑启动过程中的电压和频率，判断电压和频率是否合格；

S3：配置储能，为电厂A启动单电源配置储能辅助系统，根据初始黑启动仿真结果，选择储能辅助系统合适的储能容量；

S4：方案对比，对改进方案进行仿真评价改进后的黑启动方案电压及频率稳定情况，并与初始无储能辅助系统的黑启动方案进行对比，评价改进方案的有效性。

优选地，所述步骤S2中的黑启动多源小系统模型还包括变压器，所述若干变压器I、变压器II，所述单电源电厂A通过变压器I与若干空充母线连接；所述若干空充母线通过变压器II与B电厂辅机连接。

优选地，所述步骤S3中储能辅助系统通过变压器III与并网电母线连接；所述单电源电厂A通过变压器I与并网电母线连接；所述并网电母线与若干空充母线连接。

优选地，所述单电源电厂A包括燃气轮机机组。

优选地，所述步骤S3中包括以下步骤：

S31：将储能SOC系统的工作分区分为预停机区间、临界区间、正常区间；

S32：建立储能的控制策略，在燃气轮机机组的下垂控制策略中需加入阻尼及惯性环节；