一种用于送端电网高频控制的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于送端电网高频控制的方法及系统，属于电力系统技术领域。本发明专利技术方法，包括：建立火电机组调速系统模型；得到所述改进的汽轮机模型的传递函数模型；基于改进的汽轮机模型的传递函数模型，建立改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型；求取送端电网的电功率输入变化量；基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制。本发明专利技术极大的提高了送端电网频率安全稳定裕度，有效的解决了送端电网高频控制问题。有效的解决了送端电网高频控制问题。有效的解决了送端电网高频控制问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于送端电网高频控制的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种用于送端电网高频控制的方法及系统。

技术介绍

[0002]风电、光伏等新能源快速发展的背景下，某些地区存在电网网架的建设跟不上新能源建设的矛盾，从而形成了含高比例新能源、与主网联系薄弱的送端局部电网。
[0003]由于网架薄弱，一旦联络元件故障跳闸，将与主网解列独立运行。同时，如果外送功率较大，解列后电网频率迅速越限。如果控制措施不当，将会出现新能源大面积脱机脱网问题，甚至出现局部电网崩溃事故，严重影响含高比例新能源送端局部电网安全稳定运行水平。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出了一种用于送端电网高频控制的方法，包括：
[0005]针对送端电网火电机组调速系统，排除锅炉调节对频率响应对所述火电机组调速系统的影响，而建立火电机组调速系统模型；
[0006]对所述火电机组调速系统模型中的汽轮机模型部分进行参数调整，以得到改进的汽轮机模型和改进的火电机组调速系统模型，针对所述改进的汽轮机模型，建立动态响应过程，以得到所述改进的汽轮机模型的传递函数模型；
[0007]针对改进的火电机组调速系统模型，建立一次调频达到限幅前的频率动态响应过程，并排除转速测量时间常数对改进的火电机组调速系统模型的影响，基于改进的汽轮机模型的传递函数模型，建立改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型；
[0008]基于所述改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型，求取送端电网的电功率输入变化量；
[0009]基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制。
[0010]可选的，火电机组调速系统模型，还包括：调速器模型、发电机模型和执行机构模型。
[0011]可选的，改进的汽轮机模型的传递函数模型的表达式如下所示：
[0012][0013]其中，G
Turbine
为汽轮机传递函数，P
M
为机组机械功率输出量，P
GV
为汽轮机汽门开度，s为微分因子，λ为高压缸功率过调系数，T
RH
为再热容积时间常数，F
HP
为高压缸功率分配系数。
[0014]可选的，改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型的表达式如下所示：
[0015][0016]其中，Δω为机组转速偏移量，K为前馈系数，G
PID
为PID控制器传递函数，G
Turbine
为汽轮机传递函数，H为汽轮机惯性时间常数，T
sm
为伺服传动机构的时间常数，s为微分因子，K
G
为增益，ΔP
set
为功率指令改变量，ΔP
E
为电功率输入变化量。
[0017]可选的，基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制，具体为：
[0018]若所述电功率输入变化量ΔP
E
小于第一设定值，则生成控制指令，以通过控制指令放开所述送端电网的一次调频下限，进行高频控制；
[0019]若所述电功率输入变化量ΔP
E
大于第一设定值且小于第二设定值，则生成控制指令，以通过控制指令放开送端电网的一次调频下限，并调整送端电网的负荷指令，进行高频控制。
[0020]再一方面，本专利技术还提出了一种用于送端电网高频控制的系统，包括：
[0021]模型建立单元，用于针对送端电网火电机组调速系统，排除锅炉调节对频率响应对所述火电机组调速系统的影响，而建立火电机组调速系统模型；
[0022]模型改进单元，用于对所述火电机组调速系统模型中的汽轮机模型部分进行参数调整，以得到改进的汽轮机模型和改进的火电机组调速系统模型，针对所述改进的汽轮机模型，建立动态响应过程，以得到所述改进的汽轮机模型的传递函数模型；
[0023]计算单元，用于针对改进的火电机组调速系统模型，建立一次调频达到限幅前的频率动态响应过程，并排除转速测量时间常数对改进的火电机组调速系统模型的影响，基于改进的汽轮机模型的传递函数模型，建立改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型；
[0024]求解单元，用于基于所述改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型，求取送端电网的电功率输入变化量；
[0025]控制单元，用于基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制。
[0026]可选的，火电机组调速系统模型，还包括：调速器模型、发电机模型和执行机构模型。
[0027]可选的，改进的汽轮机模型的传递函数模型的表达式如下所示：
[0028][0029]其中，G
Turbine
为汽轮机传递函数，P
M
为机组机械功率输出量，P
GV
为汽轮机汽门开度，s为微分因子，λ为高压缸功率过调系数，T
RH
为再热容积时间常数，F
HP
为高压缸功率分配系数。
[0030]可选的，改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型的表达式如下所示：
[0031][0032]其中，Δω为机组转速偏移量，K为前馈系数，G
PID
为PID控制器传递函数，G
Turbine
为
汽轮机传递函数，H为汽轮机惯性时间常数，T
sm
为伺服传动机构的时间常数，s为微分因子，K
G
为增益，ΔP
set
为功率指令改变量，ΔP
E
为电功率输入变化量。
[0033]可选的，控制单元基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制，具体为：
[0034]若所述电功率输入变化量ΔP
E
小于第一设定值，则生成控制指令，以通过控制指令放开所述送端电网的一次调频下限，进行高频控制；
[0035]若所述电功率输入变化量ΔP
E
大于第一设定值且小于第二设定值，则生成控制指令，以通过控制指令放开送端电网的一次调频下限，并调整送端电网的负荷指令，进行高频控制。
[0036]再一方面，本专利技术还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
[0037]处理器，用于执行一个或多个程序；
[0038]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。
[0039]再一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0041]本专利技术提供了一种用于送端电网高频控制的方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于送端电网高频控制的方法，其特征在于，所述方法包括：针对送端电网火电机组调速系统，排除锅炉调节对频率响应对所述火电机组调速系统的影响，而建立火电机组调速系统模型；对所述火电机组调速系统模型中的汽轮机模型部分进行参数调整，以得到改进的汽轮机模型和改进的火电机组调速系统模型，针对所述改进的汽轮机模型，建立动态响应过程，以得到所述改进的汽轮机模型的传递函数模型；针对改进的火电机组调速系统模型，建立一次调频达到限幅前的频率动态响应过程，并排除转速测量时间常数对改进的火电机组调速系统模型的影响，基于改进的汽轮机模型的传递函数模型，建立改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型；基于所述改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型，求取送端电网的电功率输入变化量；基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述火电机组调速系统模型，还包括：调速器模型、发电机模型和执行机构模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改进的汽轮机模型的传递函数模型的表达式如下所示：其中，G
Turbine
为汽轮机传递函数，P
M
为机组机械功率输出量，P
GV
为汽轮机汽门开度，s为微分因子，λ为高压缸功率过调系数，T
RH
为再热容积时间常数，F
HP
为高压缸功率分配系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改进的火电机组调速系统模型的传递函数模型的表达式如下所示：其中，Δω为机组转速偏移量，K为前馈系数，G
PID
为PID控制器传递函数，G
Turbine
为汽轮机传递函数，H为汽轮机惯性时间常数，T
sm
为伺服传动机构的时间常数，s为微分因子，K
G
为增益，ΔP
set
为功率指令改变量，ΔP
E
为电功率输入变化量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电功率输入变化量及预设的第一设定值和第二设定值，生成控制指令，基于所述控制指令对送端电网进行高频控制，具体为：若所述电功率输入变化量ΔP
E
小于第一设定值，则生成控制指令，以通过控制指令放开所述送端电网的一次调频下限，进行高频控制；若所述电功率输入变化量ΔP
E
大于第一设定值且小于第二设定值，则生成控制指令，以通过控制指令放开送端电网的一次调频下限，并调整送端电网的负荷指令，进行高频控制。6.一种用于送端电网高频控制的系统，其特征在于，所述系统包括：模型建立单元，用于针对送端电网火电机组调速系统，排除锅炉调节对频率响应对所述火电机组调速系统的影响，而建立火电机组调速系统模型；
模型改进单元，用于对所述火电机组调速系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘石川，刘会强，雷轲，慕腾，高雯曼，谢岩，唐晓骏，张鑫，申家锴，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：