电力系统低频减载分析软件包的开发和应用

北极星电力网技术频道作者:佚名 2007/12/27 18:59:53

关键词: 变压器电力系统低频减载

电力系统低频减载分析软件包的开发和应用王　冲1，解　大1，陈　陈1，俞旭峰2（1.上海交通大学电气工程系，上海200030；
2.上海电力调度通信中心，上海200010）　　摘　要：低频减载是控制电力系统一般故障及大面积复杂故障重要而有效的手段。合理而快速地切除负荷或解列，可以使整个电网在最短的时间内恢复至稳定运行状态，切负荷的整定计算必须合理精确，以最小的切负荷量在最短的时间内使系统频率恢复正常。文中的切负荷软件包由系统数据库建立、数据转换和导入、频率计算和分析以及切负荷方案优化等模块组成，能根据系统的参数特性和运行要求给出最优方案，且具有友好的人机界面和便于维护更新的系统数据库，在上海电网的应用及仿真表明了上述优点。
　　关键词：低频减载；频率分析；数据池DevelopmentandapplicationofpowersystemunderfrequencyloadsheddinganalysissoftwavepackageWANGChong1,XIEDa1,CHENChen1,YUXufeng2(1.ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China;
2.ShanghaiElectricPowerDispatching&CommunicationCenter,Shanghai200010,China)　　Abstract:Underfrequencyloadsheddingisanimportantandeffectivemeanstocontrolcommonfaultsandlarge　scalecomplicatedfaultsinpowersystem.Cuttingloadcancorrectlyandquicklymakethewholesystemreturntostablestateintheshortesttime,andthesettingcalculationofloadcuttingmustbereasonableandprecisetoachievethegoalwithminimalquantityofloadcuttingshortesttime.Theproposedsoftwarepackageiscomposedofdatabasefoundation,dataconversionandinput,frequencycomputationandanalysis,andloadcuttingschemeoptimization.Thepackagecanofferimprovedsolutionaccordingtosystemparametersandregulationrequest,andithasconvenientinterfaceandeasilymaintainedandrenewabledatabase.SuchsuperioritiesareverifiedviatheapplicationandsimulationinShanghaipowersystem.
　　Keywords:underfrequencyloadshedding;frequencyanalysis;databasepool
0引言
　　电力系统发生大面积严重复杂故障时必须采取紧急控制，第三道防线就是应对的策略，低频减载［1］是重要而有效的手段，在一般的系统运行状态下也是有效的控制手段。必须有计划、合理而快速地切除负荷或解列，在分区内迅速调整发电出力，使发电，输电，用电之间形成新的稳定匹配，以维持整个电网的稳定运行。切负荷的整定计算和方案确定要合理而精确，以最小的切负荷量在最短的时间内使系统频率重新恢复至正常范围。本软件中切负荷分析只是其中一个功能，软件由建立系统数据库、系统数据转换和导入、分析计算、方案的选择和优化等部分组成。数据库的建立是将分析系统的网架数据、节点、发电机、变压器等信息填入各表，形成数据库的基本信息。数据导入部分，是将BPA等仿真软件的计算数据源文件通过数据转换处理再导入数据池，并可以进行不同数据格式之间的转换，也会在数据库中形成表，储存节点电压、功率、相角等信息。分析计算部分可进行频率分析，分析选定系统或机组的机端频率特性、校验切负荷方案是否能够在系统中安全运行，并进行方案优化，这是软件中的主要部分。1软件的系统框架和计算原理
1.1软件的数据库结构
　　电力系统数据庞大复杂，而且一般的电力运行部门和科研院所都具有某些大型仿真软件的数据源文件或数据卡，如BPA，NETOMAC等。针对这些情况，在进行该软件的系统数据库架构时引入了数据池的概念：已有的数据源文件可以作为数据库的导入源，而且各种仿真软件都可与这种特殊形式的数据库方式交互，这种数据导入、维护和更新较为特殊的数据库结构就是数据池。电力系统多仿真软件数据池［2］是一个针对电力系统各种常用仿真软件的数据集合，这个数据集合是以电力系统仿真软件的数据源文件为基础，根据电力系统的基本关系和表达式、约束条件以及人工干预，建立起相对完整的电力系统计算数据集合，从而实现了从数据源文件读取、辨识、转换成各种分类数据库，如系统节点数据库、发电机数据库等等。同时，为自行研究开发软件提供结构化的便于查询的系统数据库。
对应于电力系统多种仿真软件，考虑建立一个可以包括基本数据的数据集合，以及包括对应于不同系统的特殊的数据集合，两个数据集之间，采用关系型数据库结构进行联系。一般说来，数据基库应该包含固定产品的信息，例如，发电机的数据可以进入基本数据库，在基本数据库中，保存各种发电机的型号、容量、额定电压、额定功率因数以及各种电抗和时间常数等，这些数据表示了电力系统应包括的基本信息。针对于不同系统的集合中的数据则具有特殊性，此数据库主要包括该电力系统的特殊信息，例如，对于发电机的数据，需要提供节点名称和节点编号，需要提供相应的出力、功率因数等等，这些数据主要描述了该电力系统的拓扑结构和系统的运行状态等。
　　可以建立数据系统总体结构如下图1所示。
　　以上述数据池为基础，将电力运行部门提供的仿真软件如BPA的数据源文件，导入数据池，在SQL-Sever数据库中建立相应的数据表，通过Delphi6强大的数据库管理功能，读取相应的表，按条件查询读取相应的数据用于分析计算。1.2计算分析流程
　　在上述的系统数据转换、导入和数据库的建立完成后，就可对所要分析的电网进行频率特性的计算、低频切负荷计算。流程图见图2。　　其中，PSDM作为程序读取物理数据库的中间桥梁，是一个数据库构件的集合，其中所包含的数据库构件指向了各种数据表，如系统节点数据表、发电机数据表，负荷数据表等，程序中与系统相关的参数数据都是通过这些构件从SQL-Sever的一系列表中读取。然后，可计算所研究系统的负荷、出力和系统惯性常数M［3］。根据不同要求，在频率特性分析界面和切负荷分析界面中进行分析设置和计算绘图。
　　图中的流程和界面将在后面详细提到。2软件的功能和界面
　　应上海市电力调度中心的要求，编写软件仿真分析上海电网现行低频减负荷方案，判断上海电网分层分区运行后，能否起到稳定防线的作用。
　　本软件采取用Delphi6构件界面，SQL-Server组建数据库，将上海电力调通中心提供的BPA格式数据导入数据池，并转化为可用格式，通过读取数据库，统计计算出需要的数据，如分区有功出力、有功负荷以及系统惯性常数M等，再依据要求的算法程序，计算出频率曲线。
2.1软件的功能要求
　　低频减负荷软件的具体要求为：
　　1)能够为研究功率缺额情况下切负荷量、轮次、频率之间的关系提供方法，分述如下：
　　a.在给定系统切负荷量、轮次的条件下，可以给出频率变化曲线；
　　b.在给定切负荷量和频率要求的条件下，计算切负荷的轮次，并能够优化；
　　c.在给定频率要求的条件下，计算推荐切负荷的总量，并分配轮次；
　　d.在满足国家标准的情况下，不考虑机组调速器的作用，如果不能满足国家标准，考虑等价机组调速器的作用，模型依据为《国家标准》［4］和经典模型两种情况，此时：
　　①可以依据国外推荐的经典参数计算；
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来源：中国电力资料网

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