一种快速建立电力系统中长期稳定计算模型的方法
【技术领域】
[0001]本发明应用于电力系统仿真领域，具体涉及一种快速建立电力系统中长期稳定计算模型的方法。
【背景技术】
[0002]目前电力系统数字仿真已成为研宄整个电力系统动态特性不可替代的工具，它是电力系统规划、设计、运行的基础。不同的软件应用于不同类型的仿真。为对电网进行精确仿真，必须计及长时间常数、慢动态设备的影响，为此国内外已有研宄单位开发出多个程序进行中长期动态仿真，并建立相应的中长期设备模型的数据格式，如PSD-FDS的稳定数据文件就是其中一种常用的数据格式。但是，我国电力系统仿真中通常是采用PSD-BPA格式来建立稳定模型，其中并不包含中长期模型。在运用FDS软件进行电力系统中长期仿真时，必须考虑中长期动态模型的影响。可以说，建立适用于中长期稳定计算模型是进行中长期稳定仿真的基础。但是，对于电力系统这样一个庞大而复杂的系统，若进行人工手动建模及数据录入将极大的增加工作量，且每次参数的修改又将重复之前工作，繁琐而不便。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述情况的不足，提供一种快速建立电力系统中长期稳定计算模型的方法。本发明弥补了现有人工手动建模及数据录入时劳动强度大、效率低、耗时长等多种缺陷和不足。
[0004]为解决上述问题，本发明提供如下技术方案:
[0005]本发明快速建立电力系统中长期稳定计算模型的方法，包括如下步骤:
[0006]I)获取用户对建立中长期模型参数的设定值；
[0007]2)读取潮流、稳定数据，寻找建立机组过励限制、火电机组锅炉、有载调压变压器抽头动作模型所需的节点名、电压等级、机组类型、容量、分区参数；
[0008]3)根据用户指定的参数与要求按顺序建立机组过励限制模型、火电机组锅炉控制模型、有载调压变压器模型。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:在大规模电网进行大量中长期稳定仿真的基础上，提供一种可快速建立对系统稳定性影响较大的中长期模型的方法，实现根据电压等级、机组容量/变压器容量、机组类型、机组/变压器所属地区等常规潮流、稳定计算模型已提供的参数，快速建立全网机组的过励限制模型、火电机组的锅炉模型、有载调压变压器模型，弥补了现有人工手动建模及数据录入时劳动强度大、效率低、耗时长等多种缺陷和不足。
【附图说明】
[0010]图1为本发明方法总流程图。
[0011]图2为本发明方法建立过励限制器模型流程图。
[0012]图3为本发明方法建立锅炉模型流程图。
[0013]图4为本发明方法建立有载调压变压器模型流程图。
【具体实施方式】
[0014]本发明快速建立电力系统中长期稳定计算模型的方法，包括如下步骤:
[0015]I)获取用户对建立中长期模型参数的设定值；
[0016]2)读取潮流、稳定数据，寻找建立机组过励限制、火电机组锅炉、有载调压变压器抽头动作模型所需的节点名、电压等级、机组类型、容量、分区参数；
[0017]3)根据用户指定的参数与要求按顺序建立机组过励限制模型、火电机组锅炉控制模型、有载调压变压器模型。
[0018]所述步骤I)获取参数的设定值将用于步骤3)中的模型建立。
[0019]所述步骤2)为查找并记录稳定数据与潮流数据中用于建立中长期稳定计算模型的重要信息，其包括以下步骤:
[0020](2-1)搜索稳定数据，通过比较每张卡片的模型类型，即稳定数据或者潮流数据中每一行的数据信息，每一行头两个字符会用1-2个大写的英文字母填写该行所表示的模型类型，以该英文字母为名，称之为某卡，找出并记录所有用于建立机组过励限制模型的发电机次暂态模型卡(简称M卡)；
[0021 ] (2-2)搜索稳定数据，通过比较每张卡片的模型类型，找出并记录所有用于建立火电机组锅炉控制模型的发电机次暂态模型卡(简称M卡)、汽轮机调速器模型卡(简称GS卡)以及电调型调速器模型卡(简称GA卡)的信息；
[0022](2-3)搜索潮流数据，通过比较每张卡片的模型类型，找出并记录所有用于建立有载调压变压器模型的变压器模型卡(简称T卡)、带负荷调压变压器模型卡(简称R卡)、PQ节点卡(简称B卡)的信息，以及在建立锅炉模型与过励限制器模型时用于判断发电机组分区的无功受限PV卡(简称BQ卡)的信息。
[0023]上述步骤3)所述的用户指定的参数与要求按顺序建立机组过励限制模型、火电机组锅炉控制模型、有载调压变压器模型，具体如下:
[0024](I)对全网所有机组、有载调压变压器、火电机组模型分别指定同一组参数。
[0025](2)对不同电压等级、不同容量、不同类型(即水电、火电、核电及燃机)机组、不同地区机组的过励限制模型赋予不同参数，并可实现对单个机组的过励磁限制模型的各个参数的调整和修改。
[0026](3)对不同电压等级、不同容量、不同地区的火电机组建立不同的锅炉控制模型，并可实现对单个火电机组的锅炉控制模型的各个参数调整和修改。
[0027](4)对不同电压等级、不同容量、不同地区的有载调压变压器建立不同的抽头动作模型，并可实现对单个有载调压变压器的抽头动作模型的各个参数的调整和修改。
[0028]上述步骤3)所述的建立机组过励限制模型、火电机组锅炉控制模型、有载调压变压器模型，包括以下步骤:
[0029](3-1)开始建立某种中长期模型；
[0030](3-2)搜索下一台发电机组/变压器；
[0031](3-3)利用存储的卡片信息判断该台发电机/变压器是否需要建立模型。需要则进入下一步，否则返回(3-2);
[0032](3-4)将原来存储的卡片信息中有用的信息存入新建卡片中对应位置，并将用户对该模型的设定值存入新建卡片的对应位置；
[0033](3-5)利用存储的卡片信息判断是否为最后一台发电机/变压器。若是，则完成该类模型的建立，否则返回(3-2)。
[0034]上述步骤(3-3)所述的利用存储的卡片信息判断该台发电机/变压器是否需要建立模型，包括以下步骤:
[0035](3-3-1)利用发电机次暂态模型卡(简称M卡)判断该发电机机组容量、电压等级和类型是否满足要求；利用无功受限PV卡(简称BQ卡)判断该发电机节点所在地区是否满足要求。若全满足要求，则根据用户指定的参数，对所有机组或者不同电压等级、不同容量、不同类型的机组建立符合要求的机组过励限制模型。
[0036](3-3-2)利用发电机次暂态模型卡(简称M卡)判断该发电机机组容量和电压等级是否满足要求；利用无功受限PV卡(简称BQ卡)判断该发电机节点所在地区是否满足要求。若全满足要求，则根据用户指定的参数，对所有火电机组或者不同电压等级、不同容量、不同地区的火电机组建立符合要求的锅炉模型。
[0037](3-3-3)利用变压器模型卡(简称T卡)判断该变压器电压等级与容量是否满足要求；利用PQ节点卡(简称B卡)判断该变压器所在地区是否满足要求。若全满足要求，则根据用户指定的参数，对所有有载调压变压器或者不同电压等级、不同容量、不同地区的有载调压变压器建立符合要求的有载调压变压器模型。
[0038]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0039]附图1为本发明方法总流程图，包括如下步骤:
[0040]I)获取用户对建立中长期模型参数的设定值；
[0041]2)读取潮流、稳定数据，寻找并记录建立机组过励限制、火电机组锅炉、有载调压变压器抽头动作模型所需的节点名、电压等级、机组类型、容量、分区参数；
[0042]3)根据用户指定的参数与要求按顺序建立机组过励限制模型、火电机组锅炉控制模型、有载调压变压器模型。
[0043]步骤I)获取参数的设定值将用于步骤3)中的模型建立。其参数设定值可包括以下内容:
[0044](1-1)过励模型限制卡(简称OEBPA卡)中过励发热允许时间值BR、过励恢复系数KC、过励限制回路时间常数TLl以及过励限制回路增益KL2等；
[0045](1-2)锅炉模型卡(简称BOIL卡)中水冷壁滞后时间常数TW、燃料时间常数TF、汽包存储时间常数CD、过热器存贮时间常数CSH，BCON卡中测速环节时间常数TW、测速环节输出的最大值DW_Max与最小值DW_Min等；
[0046](1-3)有载调压变压器分接头自动调节卡(简称ULTC卡)中机械调节环节动作时间TM、参考电压V2ref、补偿电阻RC、补偿电抗XC、第一次与第二次动作延迟时间TDO与TDl 等。
[0047]步骤2)中读取潮流、稳定数据包括以下步骤:
[0048](2-1)搜索稳定数据，通过比较每张卡片的模型类型代码type与subtype，找出并记录所有用于建立机组过励限制模型的发电机次暂态模型卡(简称M卡)的信息；
[0049](2-2)搜索稳定数据，通过比较每张卡片的模型类型代码type与subtype，找出并记录所有用于建立火电机组锅炉控制模型的发电机次暂态模型卡(简称M卡)(步骤(2-1)已找出)、汽轮机调速器模型卡(简称GS卡)以及电调型调速器模型卡(简称GA卡)的信息;
[0050](2-3)搜索潮流数据，通过比较每张卡片的模型类型代码type与subtype，找出并记录所有用于建立有载调压变压器模型的变压器模型卡(简称T卡)、带负荷调压变压器模型卡(简称R卡)、PQ节点卡(简称B卡)的信息，以及用于建立锅炉模型与过励限制器模型时判断分区的无功受限PV卡(简称BQ卡)的信息。
[0051]步骤3)根据用户指定的参数与要求按顺序建立机组过励限制模型、火电机组锅炉控制模型、有载调压变压器模型，包括以下内容:
[0052](I)可对全网所有机组、有载调压变压器、火电机组模型分别指定同一组参数；
[0053](2)可对不同电压等级、不同容量、不同类型(水电、火电、核电及燃机)机组、不同地区机组的过励限制模型赋予不同参数，并可实现对单个机组的过励磁限制模型的各个参数的调整和修改；
[0054](3)可对不同电压等级、不同容量、不同地区的火电机组建立不同的锅炉控制模型，并可实现对单个火电机组的锅炉控制模型的各个参数调整和修改；
[0055](4)可对不同电压等级、不同容