一种基于atp-emtp的黑启动过电压自动校验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于ATP-EMTP的黑启动过电压自动校验方法，属于电力系统分析控制技术领域。
【背景技术】
[0002]随着现代社会对电力供应依赖性的增强，尤其在近年全世界范围内陆续发生了多起大规模停电事故后(如2003年8月的美加大停电、2005年9月的海南全省大停电、2006年11月的西欧大停电、2012年7月的印度大停电事故等)，电力系统大面积停电事故后的恢复问题即黑启动(Black-start)问题日益受到人们的重视。系统大面积停电后，在黑启动方案指导下，系统通过自启动能力机组或从相邻电网获得一定的黑启动紧急功率，带动无自启动能力的机组，逐渐实现整个系统的恢复。显然，事先制定好切实可行的黑启动应急措施和恢复策略对于系统大停电后的尽快恢复、减少停电损失具有重要的现实意义。
[0003]黑启动过程中，通常是水电厂或抽水蓄能电厂的机组作为黑启动机组，被启动机组通常为火电机组，地理位置相隔较远，水电机组往往也远离负荷中心，需要经长距离高压线路接入系统。在黑启动初期空充长线路时，空载或轻载线路电容效应会引起工频电压升高，以及由断路器操作引起空载线路合闸过电压，这些过电压对设备绝缘及其安全稳定运行都有重大影响，因而在制定黑启动方案时需要对工频过电压和操作过电压进行校核。
[0004]目前的过电压校验很多是在MATLAB或PSCAD/EMTDC环境下搭建仿真模型来实现的，这种方式虽然仿真精度高，但工作繁琐，对于大量的黑启动方案都采用这种搭建模型的方式将耗费大量的时间，也不具备通用性。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于ATP-EMTP的黑启动过电压自动校验方法。
[0006]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0007]—种基于ATP-EMTP的黑启动过电压自动校验方法，包括以下步骤，
[0008]步骤一，根据指定的黑启动路径，从大电网PSD-BPA潮流文件和稳定文件中提取出黑启动路径所包含的数据信息；所述数据信息包括发电机数据、变压器数据和线路数据；
[0009]步骤二，根据黑启动路径所包含的数据信息，按照ATP-EMTP文件格式自动生成过电压仿真所需的atp”文件；
[0010]步骤三，调用runATP仿真，并利用pl42mat可执行文件自动将仿真得到的pl4”数据结果文件转换为“.mat”文件；
[0011 ] 步骤四，利用MATLAB读取mat”文件，分别提取出线路末端A、B、C三相电压，并比较得到线路末端最大操作过电压和工频过电压倍数；
[0012]步骤五，与过电压标准进行比较，校验过电压是否通过，判断指定的黑启动路径能否启动。
[0013]发电机是用一个理想三相电源和支路来模拟，所述支路是稳态下发电机的定子电阻和漏抗串联而成；变压器模型忽略了励磁支路，等效为一个理想变压器和一个RT、Lt阻抗支路的合成；线路则是基于BPA数据的对称型支路。
[0014]EMTP数据文件采用程序规定的卡片形式顺序输入；采用统一空充方式对线路进行充电，即认为线路和变压器是一次性投入；断路器设定为一个周波时闭合，此时三相电源A相电压幅值达到最大。
[0015]过电压标准为，220kV系统，线路侧工频过电压不宜超过1.3p.u.，操作过电压不宜超过3.0p.u.;500kV系统，线路侧工频过电压不宜超过1.4p.u.，操作过电压不宜超过
2.0p.u.ο
[0016]本发明所达到的有益效果:本发明结合了 EMTP的电磁暂态分析能力和MATLAB强大的数据处理能力，通过提取黑启动路径数据信息，自动生成EMTP要求的数据文件，调用runATP程序仿真，并对仿真结果解析，实现了黑启动阶段对空载线路充电产生过电压问题的自动校验，为大停电后调度人员选择黑启动线路提供了参考，对开发黑启动辅助决策系统有重要意义。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的流程图。
[0018]图2为线路末端A相电压。
[0019]图3线路末端B相电压。
[0020]图4线路末端C相电压。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0022]如图1所示，一种基于ATP-EMTP的黑启动过电压自动校验方法，包括以下步骤:
[0023]步骤一，根据指定的黑启动路径，从大电网PSD-BPA潮流文件(DAT文件)和稳定文件(SWI文件)中提取出黑启动路径所包含的数据信息。
[0024]上述数据信息包括发电机数据、变压器数据和线路数据。
[0025]其中，发电机是用一个理想三相电源和支路来模拟，支路是稳态下发电机的定子电阻和漏抗串联而成；变压器模型忽略了励磁支路，等效为一个理想变压器和一个RT、1^阻抗支路的合成；线路则是基于BPA数据的对称型支路。
[0026]BPA数据是以数据卡片的形式存放的，发电机数据存放在稳定文件的M、MF卡，变压器数据和线路数据分别存放在潮流文件里的T卡、L卡，从大电网数据中把相应的黑启动路径数据提取出来。
[0027]步骤二，根据黑启动路径所包含的数据信息，按照ATP-EMTP文件格式自动生成过电压仿真所需的atp”文件。
[0028]EMTP数据文件对数据文件的构成和输入格式有统一且严格的规定，根据步骤一提取的信息，采用程序规定的卡片形式顺序输入，即程序自动按照EMTP开始卡片、MISC卡片、电源卡片、变压器卡片、支路卡片、开关卡片和节点电压输出卡片的顺序生成过电压仿真所需要的“.atp”文件。
[0029]黑启动的实际操作过程中，空载线路是分段逐次投入的，为了简化操作将空载线路近似处理为统一投入，工频过电压是操作过电压过渡过程后的工频电压升高，具有稳态的性质，所以对同一节点的工频