基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法与流程

本发明涉及源网协调技术领域，具体涉及一种基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法。

背景技术：

随着特高压交直流长距离输电线路的大量投入，电网的容性无功不断增长，尤其在低负荷期间，高电压问题日益突出，由于发电机组进相运行，能够大量吸收电网过剩无功，大大缓解了电网系统的高电压问题。但是，从近几年春节期间的发电机组进相情况分析，发电机组最近三年平均进相深度不断加深，但电网电压高于限值的情况却在增加，由此，可见当前电网的无功形势越来越严峻，当前的电网对机组进相能力提出更高的要求。

目前，发电机组的进相能力是通过进相试验获得，尽管进相试验是通过机端电压、机端电流、功角、厂用电压、温度等限制因素来确定机组的进相能力，但是，通过大量试验结果表明，进相试验过程中大部分机组受限于厂用电压，而厂用电压则通过厂低变、厂高变及主变跟电网系统相连，厂用电压随着电网电压的波动而波动，因此，通过进相试验获得的机组进相能力只是反映当前电网电压下发电机组实际运行的进相能力，随着电网电压的降低，发电机组进相能力减弱；电网电压升高，发电机组进相能力则增强。而实际需要发电机组进相运行时，电网系统处于低负荷期间，电网电压处于高位，此时，发电机组的进相能力远远大于进相试验获得的进相能力，发电机组进相能力有挖掘的空间。

通过上述的描述，一方面，电网无功形势越来越严峻，不断加大电抗器的投入的同时，在低负荷期间对发电机组的进相能力需求越来越大；另一方面，发电机组的进相能力受进相试验时电网状态限制，试验获得的进相能力相对于电网低负荷期间进相能力，处于比较保守的状态。因此，有必要通过技术手段，挖掘发电机组的实际进相能力，在电网低负荷期间充分发挥发电机组进相能力，解决电网电压偏高问题，以便提高电网运行安全性，是当前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是现有的进相试验，获得发电机组试验时电网状态下的机组进相能力，处于比较保守状态的问题。本发明的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，能够模拟仿真发电机组在低负荷期间开展进相试验，并获得电网低负荷状态下机组进相能力，充分发挥发电机组应有的进相能力，大大提高电压合格水平，提高电网运行安全水平，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，其特征在于：包括判断发电机组进相试验是否具有进相能力挖掘空间；若发电机组具有进相能力挖掘空间，搭建厂用电系统模型；将厂用电系统模型内的发电机组接入电网仿真系统，且电网仿真系统采用电网低负荷期间的运行数据，仿真获得电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力；将发电机组的厂用电源切换至起备变电源后，进行进相试验，获得发电机组本身的进相能力；比较电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力与发电机组本身的进相能力，选择进相能力弱的作为低负荷期间发电机组实际使用的进相能力，并根据该进相能力设定励磁调节器的低励限制参数。

前述的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，其特征在于：判断发电机组进相试验是否具有进相能力挖掘空间的方法是根据机组进相试验中限制因素与电网电压相关性而定的，若限制因素与电网电压相关性强，则该发电机组具有进相能力挖掘空间；若限制因素与电网电压相关性弱，则试验获得进相能力已经是机组本身的进相能力，该发电机组不具有进相能力挖掘空间。

前述的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，其特征在于：所述搭建厂用电系统模型，包括以下步骤：

（1）收集发电机组的厂用电设备参数及运行数据；

（2）根据发电厂厂用电实际接线情况、负荷特性、厂用电设备参数及运行数据，搭建厂用电系统模型；

（3）通过实测数据的验证后，完成厂用电系统模型的搭建。

前述的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，其特征在于：所述仿真获得电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力，仿真时，将搭建好的厂用系统模型接入PSD-BPA仿真系统，电网数据采用上年度电网低负荷实际运行数据，在不同有功工况下，逐步降低发电机组的无功，通过PSD-BPA仿真计算各级电压值，直至厂用电压、机端电压或电网电压中任一限制因素达到限值，以此时的无功功率作为电网低负荷期间当前有功下仿真的机组进相能力。

前述的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，其特征在于：所述比较电网低负荷期间不同有功工况下发电机组的模拟仿真的进相能力与发电机组本身进相能力，发电机本身进相能力是通过切换厂用电至起备变后排除厂用电压限值因素后通过试验获得，选择进相能力弱的作为低负荷期间发电机组实际使用的进相能力，并以此设定励磁调节器的低励限制参数。

前述的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，其特征在于：所述仿真系统为PSD-BPA仿真系统。

本发明的有益效果是：本发明的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，由于进相试验中因电网系统的电压强相关限制条件获得的发电机组进相能力远弱于发电机组的实际进相能力，本发明通过搭建厂用电系统模型，并在PSD-BPA电网仿真系统中模拟电网低负荷状态下开展进相试验，获得电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力，然后在切换至起备变电源后上进行进相试验，排除电网电压强相关限制条件，获得发电机组本身的进相能力；比较两种进相能力，选择进相能力弱的作为低负荷期间发电机组实际使用的进相能力，从而达到挖掘发电机组进相能力的目的，在电网无功过剩形势越来越严峻，电网不断加大电抗器投入的今天，发电机组进相能力挖掘，不但能在电网电压较高时充分发挥机组进相能力，吸收电网过剩无功，提高了电网运行安全水平，同时减少了电抗器投入成本和运维成本，是一种十分有意义和具有经济价值的事情，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法的流程图。

图2是某600MW发电机组的厂用电系统接线示意图。

图3 是图2厂用电接到起备变时的接线示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，由于进相试验中因电网系统的电压强相关限制条件获得的发电机组进相能力远远弱于发电机组的实际进相能力，本发明通过搭建厂用电系统模型，并在电网仿真系统中模拟电网低负荷状态下开展进相试验，获得电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力，然后在切换至起备变电源后上进行进相试验，排除电网电压强相关限制条件，获得发电机组本身的进相能力；比较两种进相能力，选择进相能力弱的作为低负荷期间发电机组实际使用的进相能力，从而达到挖掘发电机组进相能力的目的，在电网无功过剩形势越来越严峻，电网不断加大电抗器投入的今天，发电机组进相能力挖掘，不但能在电网电压较高时充分发挥机组进相能力，吸收电网过剩无功，提高了电网运行安全水平，同时减少了电抗器投入成本和运维成本，如图1所示，具体包括以下步骤，判断发电机组进相试验是否具有进相能力挖掘空间；若发电机组具有进相能力挖掘空间，搭建厂用电系统模型；将厂用电系统模型内的发电机组接入电网仿真系统，且电网仿真系统采用电网低负荷期间的运行数据，仿真获得电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力；将发电机组的厂用电源切换至起备变电源后，进行进相试验，获得发电机组本身的进相能力；比较电网低负荷期间状态下发电机组的进相能力与发电机组本身的进相能力，选择进相能力弱的作为低负荷期间发电机组实际使用的进相能力，并根据该进相能力设定励磁调节器的低励限制参数，具体的步骤顺序的实例可如下：

步骤（1），判断发电机组进相试验是否具有进相能力挖掘空间，根据机组进相试验中限制因素与电网电压相关性而定的，若限制因素与电网电压相关性强，如机端电压、厂用电压和电网电压，其中机端电压跟电网电压通过主变连接，厂用电压跟机端电压通过高厂变、低厂变连接，因此这三个参数随着电网电压变化而变化，如果限制因素是这三种，则该发电机组具有进相能力挖掘空间；若限制因素与电网电压相关性弱，如铁心温度、定子电流、功角、励磁电流，这几种参数跟发电机本身设计相关，电网电压对其影响较小，如果试验时这些参数到达限额，如果限制因素是上述的几种，则试验获得进相能力已经是机组本身的进相能力，该发电机组不具有进相能力挖掘空间；

步骤（2），若发电机组具有进相能力挖掘空间，搭建厂用电系统模型，包括以下步骤：

（1）收集发电机组的厂用电设备参数及运行数据；

（2）根据电厂厂用电实际接线情况及负荷特性，配合厂用电设备参数及运行数据，搭建厂用电系统模型；

（3）通过实测数据的验证后，完成厂用电系统模型的搭建；

步骤（3），将搭建好的厂用系统模型接入PSD-BPA仿真系统，电网数据采用上年度电网低负荷实际运行数据，在不同有功工况下，逐步降低发电机组的无功，通过PSD-BPA仿真计算各级电压值，直至厂用电压、机端电压或电网电压中任一限制因素达到限值，这里的各参数对应的限值，为本领域人员的公知常识，这里就不一一列举了，以此时的无功功率作为电网低负荷期间当前有功下仿真的机组进相能力。

步骤（4），将发电机组的厂用电源切换至起备变电源后，排除电网电压强的相关限制因素，同时通过陪试机组抬高电网电压，在电网电压较高状态下开展进相试验，获得发电机组本身的进相能力，如图2为某600MW发电机组的厂用电系统正常运行下接线示意图，开展进相试验时，接线方式改成如图3所示，将厂用系统接至起备变，由于起备变具有有载调压功能，当厂用电压变低时，可在线调整分接头位置，排除厂用电压限制因素，通过陪试机组抬高电网电压，排除机端电压、电网电压限制因素，从而能获得机组本身的进相能力；

步骤（5），比较电网低负荷期间不同有功工况下发电机组的模拟仿真的进相能力与发电机组本身进相能力，发电机本身进相能力是通过切换厂用电至起备变后排除厂用电压限值因素后通过试验获得，选择进相能力弱的作为低负荷期间发电机组实际使用的进相能力，并以此设定励磁调节器的低励限制参数。

综上所述，本发明的基于模拟仿真的发电机组进相能力挖掘方法，能够模拟仿真发电机组在低负荷期间开展进相试验，并获得电网低负荷状态下机组进相能力，充分发挥发电机组应有的进相能力，大大提高电压合格水平，提高电网运行安全水平，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。