本發明涉及電力系統與仿真技術領域，特別涉及一種針對孤網類型電網的頻率仿真方法。

背景技術：

隨著電力系統的日益復雜，仿真系統的正確性格外重要。孤島型電網指由多組小型發電系統相互聯合構建的局域性電網，其發電系統及負荷構成一個可自力運行的孤網系統。現有的對于孤島型電網的仿真方式是，只要發電負荷差值大于某個限額，一概認為是死島，不會做進一步的深究?，F如今由于能源緊缺，迫使人們快速發展分布式新能源，使得較多的孤島型電網在短時間內也能獨立運行；為了響應建設安全電網的號召，對于快速準確切除故障的要求越來越高，使孤島型電網的頻率也得到穩定。然而現有的孤島電網頻率仿真方法無法模擬自動裝置的開斷，繼而無法準確得到頻率的仿真結果，這樣會大大影響孤島型電網的潮流計算。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種針對孤網類型電網的頻率仿真方法，考慮了解列后的孤島型電網在短時間內也能獨立運行、自動裝置的投切等因素，使孤島型電網仿真的潮流計算更準確。

為了實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種針對孤網類型電網的頻率仿真方法，其特點是，包含如下步驟：

S1，以最大頻率積分次數為基值，計算得到頻率積分時段T_p：

T_p＝T_c/N_s

其中：N_s為最大頻率積分次數，T_c為一個仿真周期；

S2，對每個頻率積分時段的孤島加速功率P_a，頻率變化△f_s以及發電機出力變化△P_j進行仿真計算；

S3，根據上述得到的頻率變化以及頻率積分時段，仿真孤島型電網依照頻率判據切負荷；

S4，根據仿真的頻率曲線判斷，如果孤島頻率失穩，依照死島處理；

S5，頻率仿真結束后，依照這個頻率積分時段得到的孤島電網的機組出力、負荷，進行電力系統潮流仿真，最終確定各電氣量。

所述的步驟S2具體包含：

S2.1，計算解列后每個孤島的慣性時間常數T_sum：

T_sum＝Σ_i∈GT_i

其中：G為孤島中所有機組，T_i為第i臺機組的慣性時間常數；

S2.2，計算解列后每個孤島的負荷頻率特性系數D_s、功頻特性系數K_s、慣性時間常數T_s：

K_s＝1/D_s

T_s＝T_sum/D_s

其中：D為孤島中所有的系統負荷，D_i為第i個負荷的頻率特性系數，W_i為負荷的實際值，Δf_s＝f_s-f_b為孤島電網實際頻率f_s與孤島電網額度頻率f_b的差值；

S2.3計算解列后每個孤島的加速頻率P_a：

P_a＝∑_i∈G(W_iG)-∑_i∈D(W_iD)-Σ_i∈L(W_il)

其中，D為孤島中所有的線路和繞組，W_iG為第i臺機組的實際出力，W_iD為第i個負荷的實際值，W_il為這個孤島電網第i條線路或第i個繞組的損耗；

S2.4，根據步驟S2.3可以得到加速頻率P_a，計算解列后每個孤島的頻率變化Δf_s、每臺機組出力的變化ΔP_iG：

f_s＝f_b+Δf_s

W_iG′＝W_iG+ΔP_j

其中：K_j為第j臺機組的功頻特性系數，f_s為孤島電網實際頻率；

S2.5，將機組實際出力W_iG′代入步驟S2.3得到下一個頻率積分時段的加速頻率P_a，再將P_a代入步驟S2.4得到下一個頻率積分時段的孤島電網仿真頻率f_s。

所述步驟S3具體包含：

S3.1，當實際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s小于低額定值f_dz時，頻率判據成立，判據延時T_ys＝T_ys+T_p；當實際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s大于等于低額定值f_dz時，頻率判據不成立，判據延時T_ys＝0；

S3.2，當判據延時T_ys小于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置不動作；當判據延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負荷，得到機組的實際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a；

S3.3，當判據延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負荷，得到機組的實際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a。

所述的步驟S4中根據仿真的頻率曲線判斷，如果仿真頻率f_s小于0.8倍的基準頻率f_b，則孤島頻率失穩，依照死島處理，頻率仿真結束；如果頻率積分次數小于最大頻率積分次數N_s，回到步驟S2繼續進行仿真計算；如果頻率積分次數大于最大頻率積分次數N_s，繼續進行步驟S5。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

考慮了解列后的孤島型電網在短時間內也能獨立運行、自動裝置的投切等因素，使孤島型電網仿真的潮流計算更準確。

附圖說明

圖1為本發明一種針對孤網類型電網的頻率仿真方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。

如圖1所示，一種針對孤網類型電網的頻率仿真方法，其特點是，包含如下步驟：

S1，以最大頻率積分次數為基值，計算得到頻率積分時段T_p：

T_p＝T_c/N_s

其中：N_s為最大頻率積分次數，T_c為一個仿真周期；

S2，對每個頻率積分時段的孤島加速功率P_a，頻率變化△f_s以及發電機出力變化△P_j進行仿真計算；

S3，根據上述得到的頻率變化△f_s以及頻率積分時段T_p，仿真孤島型電網依照頻率判據切負荷；

S4，根據仿真的頻率曲線判斷，如果孤島頻率失穩，依照死島處理；

S5，頻率仿真結束后，依照這個頻率積分時段得到的孤島電網的機組出力、負荷，進行電力系統潮流仿真，最終確定各電氣量。

所述的步驟S2具體包含：

S2.1，計算解列后每個孤島的慣性時間常數T_sum：

T_sum＝∑_i∈GT_i

其中：G為孤島中所有機組，T_i為第i臺機組的慣性時間常數；

S2.2，計算解列后每個孤島的負荷頻率特性系數D_s、功頻特性系數K_s、慣性時間常數T_s：

K_s＝1/D_s

T_s＝T_sum/D_s

其中：D為孤島中所有的系統負荷，D_i為第i個負荷的頻率特性系數，W_i為負荷的實際值(可以由潮流中得到)，Δf_s＝f_s-f_b為孤島電網實際頻率f_s(一般為50赫茲)與孤島電網額度頻率f_b的差值(其中f_s可以由潮流中得到)；

S2.3計算解列后每個孤島的加速頻率P_a：

P_a＝∑_i∈G(W_iG)-Σ_i∈D(W_iD)-Σ_i∈L(W_il)

其中，D為孤島中所有的線路和繞組，W_iG為第i臺機組的實際出力，W_iD為第i個負荷的實際值(可以由潮流中得到)，W_il為這個孤島電網第i條線路或第i個繞組的損耗(可以由潮流中得到)；

S2.4，根據步驟S2.3可以得到加速頻率P_a，計算解列后每個孤島的頻率變化Δf_s、每臺機組出力的變化ΔP_iG：

f_s＝f_b+Δf_s

W_iG′＝W_iG+ΔP_j

其中：K_j為第j臺機組的功頻特性系數(可以由發動機額度參數中得到)，f_s為孤島電網實際頻率；

S2.5，將機組實際出力W_iG′代入步驟S2.3得到下一個頻率積分時段的加速頻率P_a，再將P_a代入步驟S2.4得到下一個頻率積分時段的孤島電網仿真頻率f_s。

所述步驟S3具體包含：

S3.1，當實際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s小于低額定值f_dz時，頻率判據成立，判據延時T_ys＝T_ys+T_p；當實際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s大于等于低額定值f_dz時，頻率判據不成立，判據延時T_ys＝0；

S3.2，當判據延時T_ys小于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置不動作；當判據延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負荷，得到機組的實際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a。

S3.3，當判據延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負荷，得到機組的實際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a。

在具體實施例中，所述的步驟S4中根據仿真的頻率曲線判斷，如果仿真頻率f_s小于0.8倍的基準頻率f_b，則孤島頻率失穩，依照死島處理，頻率仿真結束；如果頻率積分次數小于最大頻率積分次數N_s，回到步驟S2繼續進行仿真計算；如果頻率積分次數大于最大頻率積分次數N_s，繼續進行步驟S5。

綜上所述，本發明一種針對孤網類型電網的頻率仿真方法，考慮了解列后的孤島型電網在短時間內也能獨立運行、自動裝置的投切等因素，使孤島型電網仿真的潮流計算更準確。

盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。