专利名称：一种基于频率响应的电网运行方式求取方法
技术领域：
本发明属于电力系统安全稳定控制领域，具体涉及一种基于频率响应的电网运行方式求取方法。
背景技术：
电网抵御集中功率脱落能力与电网运行方式密切相关，对于一个网络结构、负荷已经确定的电网，存在着多种不同的电网运行方式，由于不同的发电机对电网频率动态过程的影响不同，因此这些不同的电网运行方式对频率动态过程的影响也不同，对于既定的低频减载方案，不同的电网运行方式下电网抵御集中功率脱落能力也不相同，评估电网抵御集中功率脱落能力需要寻找到对电网频率而言最严重但满足电力系统运行约束条件，包括稳定约束条件、最小开机方式约束条件的运行方式。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种基于频率响应的电网运行方式求取方法，针对电网抵御集中功率脱落能力评估问题，该方法可以为电网抵御集中功率脱落能力评估提供一个合适的电网运行方式，所述合适是指满足电力系统运行约束条件，包括电网稳定约束条件和电网最小机组运行方式约束条件。为实现上述目的，本发明提供一种基于频率响应的电网运行方式求取方法，其改进之处在于，所述方法包括以下步骤(1).将电网划分为若干子网区域；(2).潮流计算分析；(3).选择区域，设置功率脱落并做暂态稳定计算；(4).求取各区域反映频率波动程度的综合指标K，并对区域进行分类；(5).统计区域开机方式下各类区域机组总功率变化量；(6).根据类区域机组总功率变化量的关系求取电网开机方式。本发明提供的优选技术方案中，所述步骤1中的电网划分是按地理位置进行区域划分。本发明提供的第二优选技术方案中，所述步骤4中，反映频率波动程度的综合指标K的数学公式为K = a*Af+b*tl+c*t2，其中Af、tl、t2分别表示反映频率动态变化的三个指标稳态偏差、调整时间、下降时间。本发明提供的第三优选技术方案中，在所述步骤4中，定义所选区域的个数为N， 按综合指标K大小对所选区域进行降序排序，然后根据排序结果将所选区域分为两部分， 其中将K值大的区域定义为频率响应敏感区域AreaTypel，K值小的区域定义为频率响应不敏感区域AreaType2，如果N为偶数，则K值大的区域的个数和K值小的区域的个数都为 N/2 ；否则，K值大的区域的个数为N/2，K值小的区域的个数为N/2-1，或者K值小的区域的个数为N/2，K值大的区域的个数为N/2-1。
本发明提供的第四优选技术方案中，所述步骤5中，所述统计区域机组总功率变化量包括统计在各频率响应敏感区域全部设置最大开机方式时区域机组总功率的增加量 ΔPl和统计在各频率响应不敏感区域全部设置最小开机方式时区域机组总功率的减小量 ΔΡ2。本发明提供的第五优选技术方案中，所述步骤6中，电网开机方式的求取分两种情况对Δ Pl和ΔΡ2的大小做出判断，若ΔΡ1 > Δ Ρ2，则频率响应不敏感区域全部最小开机方式，频率响应敏感区域依据频率波动综合指标K、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件增加开机，使得功率变化达到ΔΡ2，此时得到全网各个区域的开机方式，即为所求的电网运行方式；若ΔΡ1 < Δ Ρ2，则频率响应敏感区域全部最大开机方式，频率响应不敏感区域依据频率波动综合指标K、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件减少开机，使得功率变化达到ΔΡ1，此时得到全网各个区域的开机方式，即为所求的电网运行方式。本发明提供的第六优选技术方案中，所述电力系统稳定约束条件为Sij ( Cij， 其中Sij表示第i个区域中的第j个稳定功率约束，Cij表示第i个区域中的第j个稳定功率约束所对应的功率值。本发明提供的第七优选技术方案中，所述电力系统最小机组运行方式约束条件为Pij ^ Gij，其中Pij表示第i个区域中第j个发电厂机组运行方式约束，Gij表示第i 个区域中的第j个发电厂最小机组运行方式。与现有技术比，本发明提供的一种基于频率响应的电网运行方式求取方法，可为电网抵御集中功率脱落能力评估提供一个合适的电网运行方式，这种运行方式满足电力系统运行约束条件，若发生功率脱落事件时电网的频率响应越是严重，则基于这样的运行方式做的网抵御集中功率脱落能力评估也就更准确。
图1为基于频率响应的电网运行方式求取方法流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的目的在于针对电网抵御集中功率脱落能力评估问题提供一种基于频率响应的电网运行方式求取方法，该方法依次含有以下步骤步骤1、根据电网地理位置对电网进行区域划分；步骤2、基于PSASP软件对电网做潮流计算分析；步骤3、选取区域机组功率大于1000MW的区域，这些区域依次设置200MW的功率脱落，并依次基于PSASP软件对电网做暂态稳定计算；步骤4、根据基于PSASP软件暂态稳定计算结果，提取系统枢纽节点频率响应；步骤5、计算反映频率动态变化的三个指标稳态偏差Δ f、调整时间、、下降时间 t2，其中，稳态偏差是指频率响应曲线稳态值与额定频率值的差值；调整时间是指频率响应曲线从频率开始变化到进入稳态值所需要的时间；下降时间是指频率响应曲线从频率稳态值偏差的10%变化到90%所需时间；
步骤6、对步骤5的稳态偏差、调整时间和下降时间进行加权求和，得到反映频率波动程度的综合指标K，所述指标公式为K = a^Af+Mti+c*、，其中可设定a = 0. 5，b = 0.3, C = 0. 2，依据此指标大小对所选区域进行排序，并根据排序结果将所选区域平均分为两部分，频率响应敏感区域AreaTypel对应K值大的区域，频率响应不敏感区域AreaType2 对应K值小的区域；步骤7、统计在各频率响应敏感区域全部设置最大开机方式时，区域机组总功率增加量Δ Pl ；步骤8、统计在各频率响应不敏感区域全部设置最小开机方式时，区域机组总功率减小量ΔΡ2 ；步骤9、若ΔΡ1 > Δ Ρ2，则频率响应不敏感区域全部最小开机方式，频率响应敏感区域依据频率波动综合指标、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件增加开机，使得功率变化达到ΔΡ2，此时得到全网各个区域的开机方式，即为所求的电网运行方式。所述电力系统稳定约束条件为SU ^ C…其中Su表示第i个区域中的第j个稳定功率约束，Cij表示第i个区域中的第j个稳定功率约束所对应的功率值；所述电力系统最小机组运行方式约束条件为PU彡G…其中Pu表示第i个区域中第j个发电厂机组运行方式约束，Gij表示第i个区域中的第j个发电厂最小机组运行方式；步骤10、若Δ Pl < Δ P2，则频率响应敏感区域全部最大开机方式，频率响应不敏感区域依据频率波动综合指标、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件减少开机，使得功率变化达到ΔΡ1，此时得到全网各个区域的开机方式，即为所求的电网运行方式。所述电力系统稳定约束条件为SU ^ C…其中Su表示第i个区域中的第j个稳定功率约束，Cij表示第i个区域中的第j个稳定功率约束所对应的功率值；所述电力系统最小机组运行方式约束条件为pu彡G…其中Pu表示第i个区域中第j个发电厂机组运行方式约束，Gij表示第i个区域中的第j个发电厂最小机组运行方式。在所述步骤6中，定义综合指标K所选区域的个数为N ；如果N为偶数，则K值大的区域的个数和K值小的区域的个数都为N/2 ；否则，K值大的区域的个数为N/2，K值小的区域的个数为N/2-1，或者K值小的区域的个数为N/2，K值大的区域的个数为N/2-1。需要声明的是，本发明内容及具体实施方式
意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
权利要求
1.一种基于频率响应的电网运行方式求取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1).将电网划分为若干子网区域；(2).潮流计算分析；(3).选择区域，设置功率脱落并做暂态稳定计算；(4).求取各区域反映频率波动程度的综合指标K，并对区域进行分类；(5).统计区域开机方式下各类区域机组总功率变化量；(6).根据类区域机组总功率变化量的关系求取电网开机方式。
2.根据权利要求1所述的求取方法，其特征在于，所述步骤1中的电网划分是按地理位置进行区域划分。
3.根据权利要求1所述的求取方法，其特征在于，所述步骤4中，反映频率波动程度的综合指标K的数学公式为K = a*Af+b*tl+c*t2，其中Af、tl、t2分别表示反映频率动态变化的三个指标稳态偏差、调整时间、下降时间。
4.根据权利要求3所述的求取方法，其特征在于，所述步骤4中，定义所选区域的个数为N，按综合指标K大小对所选区域进行降序排序，然后根据排序结果将所选区域分为两部分，其中将K值大的区域定义为频率响应敏感区域AreaTypel，K值小的区域定义为频率响应不敏感区域AreaType2，如果N为偶数，则K值大的区域的个数和K值小的区域的个数都为N/2 ；否则，K值大的区域的个数为N/2，K值小的区域的个数为N/2-1，或者K值小的区域的个数为N/2，K值大的区域的个数为N/2-1。
5.根据权利要求1所述的求取方法，其特征在于，所述步骤5中，所述统计区域机组总功率变化量包括统计在各频率响应敏感区域全部设置最大开机方式时区域机组总功率的增加量ΔPl和统计在各频率响应不敏感区域全部设置最小开机方式时区域机组总功率的减小量ΔΡ2。
6.根据权利要求1、5所述的求取方法，其特征在于，所述步骤6中，电网开机方式的求取分两种情况对ΔPl和ΔΡ2的大小做出判断，若ΔΡ1 > Δ Ρ2，则频率响应不敏感区域全部最小开机方式，频率响应敏感区域依据频率波动综合指标K、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件增加开机，使得功率变化达到ΔΡ2，此时得到全网各个区域的开机方式，即为所求的电网运行方式；若ΔΡ1< ΔΡ2，则频率响应敏感区域全部最大开机方式，频率响应不敏感区域依据频率波动综合指标K、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件减少开机，使得功率变化达到ΔΡ1，此时得到全网各个区域的开机方式，即为所求的电网运行方式。
7.根据权利要求6所述的求取方法，其特征在于，所述电力系统稳定约束条件为 Sij ^ Cij，其中Sij表示第i个区域中的第j个稳定功率约束，Cij表示第i个区域中的第j个稳定功率约束所对应的功率值。
8.根据权利要求6所述的求取方法，其特征在于，所述电力系统最小机组运行方式约束条件为Pij ^ Gij，其中Pij表示第i个区域中第j个发电厂机组运行方式约束，Gij表示第i个区域中的第j个发电厂最小机组运行方式。
全文摘要
本发明提供了一种基于频率响应的电网运行方式求取方法，针对电网抵御集中功率脱落能力评估问题，该方法为电网抵御集中功率脱落能力评估提供一个合适的电网运行方式，该方法对电网进行区域划分，求取各区域反映频率波动程度的综合指标，对区域进行分类，统计对应开机方式下各类区域机组总功率变化量，并依据频率波动综合指标、电力系统稳定约束条件、最小机组运行方式约束条件增加或减少开机直到电网功率平衡，得到所求电网运行方式。本发明提供的基于频率响应的电网运行方式求取方法，可满足电力系统运行约束条件，若发生功率脱落事件时电网的频率响应越是严重，则基于这样的运行方式做的网抵御集中功率脱落能力评估也就更准确。
文档编号G06F19/00GK102545208SQ20111044078
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者严干贵, 侯凯元, 刘家庆, 吴远志, 周莹, 夏天, 夏德明, 安军, 安宁, 岳涵, 张健男, 徐兴伟, 徐希望, 施浩波, 李宇龙, 李泽宇, 王钢, 穆钢, 訾鹏, 贾伟, 赵敏, 邵广惠, 陈乾, 马志民, 马新 申请人:东北电力大学, 东北电网有限公司, 中国电力科学研究院