CN111969656A - 一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法及*** - Google Patents

一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法及*** Download PDF

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CN111969656A CN202010854412.7A CN202010854412A CN111969656A CN 111969656 A CN111969656 A CN 111969656A CN 202010854412 A CN202010854412 A CN 202010854412A CN 111969656 A CN111969656 A CN 111969656A
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张富强
徐志成
鲁刚
闫晓卿
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焦冰琦
郑宽
张晋芳
傅观君
赵秋莉
吕梦璇
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State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法及***，该方法包括：根据电力规划方案，获取影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；分别计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能；建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；若关系函数成立，则输出电力规划方案，若不成立，则更改电力规划方案。本发明通过在规划层面确定电力规划方案中对应的常规发电机组的转子动能，并通过建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数，判断电力规划方案是否满足电力***稳定要求从而确定电力规划方案的可行性。

Description

一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法及***
技术领域
本发明涉电力***分析技术领域，具体涉及电子名片的一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
背景技术
惯性是物体对象对其速度变化的抵抗，这种特性是物体在没有外部作用的情况下保持当前运动状态的能力。在直线运行物体中，质量是惯性的表征量。在旋转物体中，转动惯量是惯性的表征量。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量。电力***是一个主要由旋转电机提供旋转惯量的巨大惯性***，电网频率变化率主要表征为发电机和电动机及其拖动的转动机械的转动惯量。因此，在电力***中转动惯量一般为衡量电网频率变化率的主要指标。具体表示为不平衡转矩引发的电机转子旋转速度的变化。
当前，电力***中新能源发电机组、跨区直流线路等低转动惯量设备大规模接入，送、受端大量具有强转动惯量的火电、水电等常规机组被新能源机组、直流输电线路替代，送、受端电力***的转动惯量持续下降，导致电力***抵御频率冲击能力下降，威胁***频率稳定。一般来讲，校验暂态的电力***频率稳定需要使用极短时间尺度(秒级、毫秒级)的电力***仿真模型。然而对于电力规划工作来说，需要考虑的是更宏观、更大时间尺度(分钟级、小时级)的电力运行。因此，在电力规划层面判断***转动惯量是否满足稳定要求，具有迫切且实用的需求。
有鉴于此，亟需提供一种更宏观、更大时间尺度的面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法，包括以下步骤：
S1、根据电力规划方案，获取影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；
S2、分别计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能；
S3、建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；
S4、若关系函数成立，则输出电力规划方案，若不成立，则更改电力规划方案，并重复步骤S1-S3；
电力规划方案中的影响因数包括火电装机容量、火电机组转动惯量、火电机组转速；核电装机容量、核电机组转动惯量、核电机组转速；水电装机容量、水电机组转动惯量与水电机组转速。
在上述方案中，所述步骤S2具体包括以下计算：
火电机组转子动能计算如下：
30万千瓦火电机组转动惯量为JThemal＝29538kg˙m2，并根据火电厂2极电机的常规转速nThemal＝3000r/min，通过下式计算30万kW火电机组转子动能EThemal为：
EThemal-30＝0.5×JThemal×(2π×nThemal)2＝0.5×29538×(2π×3000)2＝1.474GWs (1)
核电机组转子动能计算如下：
30万千瓦核电机组转动惯量等于30万千瓦火电机组转动惯量，即JNuclear＝JThemal，核电机组的常规转速为转速nNuclear＝1500r/min，通过下式计算30万千瓦核电机组转子动能ENuclear为：
ENuclear-30＝0.5×JNuclear×(2π×nNuclear)2＝0.5×29538×(2π×1500)2＝0.3685GWs (2)
水电机组转子动能计算如下：
5.155万千瓦水电机组转动惯量经初步计算JHydro＝700t·m2，水轮机的常规转速为nHydro＝300r/min，根据下式计算5万千瓦水电机组转子动能EHydro为：
EHydro-30＝0.5×JHydro×(2π×nHydro)2＝0.5×700000×(2π×500)2＝0.345GWs (3)。
在上述方案中，所述建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数具体为：
∑EThermal+∑ENuclear+∑EHydro≥α′CN-1 (4)
其中，CN-1表示电力规划***中单一发电机组或单条输电线路的最大容量，α’表示电力规划***稳定计算后所得的参数，其中
Figure BDA0002645870870000031
Figure BDA0002645870870000032
Figure BDA0002645870870000033
其中，公式(7)、公式(8)、公式(9)中CapacityThermal、CapacityNuclear、CapacityHydro分别表示电力规划方案中火电装机容量、核电装机容量、水电装机容量，单位为万kW。
本发明还提供了一种面向电力规划的电力***转动惯量校验***，包括：
数据输入单元：用于根据电力规划方案，输入影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；其中，
影响因数包括火电装机容量、火电机组转动惯量、火电机组转速；核电装机容量、核电机组转动惯量、核电机组转速；水电装机容量、水电机组转动惯量与水电机组转速。
转子动能计算单元：包括火电机组转子动能计算模块、水电机组转子动能计算模块与核电机组转子动能计算模块，分别用于计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能；
关系函数建立单元：用于根据数据输入单元输入的数据与转子动能计算单元计算结果，建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；
判断输出单元：用于计算判断关系函数建立单元建立的关系函数是否成立，若成立，输出电力规划方案；若不成立，则将结果反馈至***进行电力规划方案更改。
在上述方案中，所述转子动能计算单元中，
火电机组转子动能计算模块计算火电机组转子动能如下：
30万千瓦火电机组转动惯量为JThemal＝29538kg˙m2，并根据火电厂2极电机的常规转速nThemal＝3000r/min，通过下式计算30万kW火电机组转子动能EThemal为：
EThemal-30＝0.5×JThemal×(2π×nThemal)2＝0.5×29538×(2π×3000)2＝1.474GWs (8)
核电机组转子动能计算模块计算核电机组转子动能如下：
30万千瓦核电机组转动惯量等于30万千瓦火电机组转动惯量，即JNuclear＝JThemal，核电机组的常规转速为转速nNuclear＝1500r/min，通过下式计算30万千瓦核电机组转子动能ENuclear为：
ENuclear-30＝0.5×JNuclear×(2π×nNuclear)2＝0.5×29538×(2π×1500)2＝0.3685GWs (9)
水电机组转子动能计算模块计算水电机组转子动能计算如下：
5.155万千瓦水电机组转动惯量经初步计算JHydro＝700t·m2，水轮机的常规转速为nHydro＝300r/min，根据下式计算5万千瓦水电机组转子动能EHydro为：
EHydro-30＝0.5×JHydro×(2π×nHydro)2＝0.5×700000×(2π×500)2＝0.345GWs (10)。
在上述方案中，所述建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数具体为：
∑EThermal+∑ENuclear+∑EHydro≥α′CN-1 (11)
其中，CN-1表示电力规划***中单一发电机组或单条输电线路的最大容量，α’表示电力规划***稳定计算后所得的参数，其中
Figure BDA0002645870870000041
Figure BDA0002645870870000051
Figure BDA0002645870870000052
其中，公式(12)、公式(13)、公式(14)中CapacityThermal、CapacityNuclear、CapacityHydro分别表示电力规划方案中火电装机容量、核电装机容量、水电装机容量，单位为万kW。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
本发明提供了面向电力规划的基于***故障频率仿真结果的电力***转动惯量方法，通过在电力规划层面的分钟级、小时级的电力运行中，确定电力规划方案中对应的常规发电机组的转子动能，并通过建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数，判断电力规划方案是否满足电力***稳定要求从而确定电力规划方案的可行性；可用于电力规划理论分析和数值实验，对电力规划具有重要的指导意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的方法流程示意图；
图2为本发明头功的不同事故规模下***频率变化率控制在不同水平内的***转子动能需求关系图；
图3为本发明提供的***框架结构示意图；
图4为本发明提供的计算机设备框架结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法，包括以下步骤：
S1、根据电力规划方案，确定影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；本实施例中，电力规划方案中的影响因数包括火电装机容量、火电机组转动惯量、火电机组转速；核电装机容量、核电机组转动惯量、核电机组转速；水电装机容量、水电机组转动惯量与水电机组转速。
S2、分别计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能，计算具体如下：
本实施例中，常规发电机组的转子动能E使用以下公式计算：
Figure BDA0002645870870000071
其中，J是转子转动惯量(单位：kg˙m2)，ω是角速度(单位：1/s)，可以使用2πn计算，而发电机组转速n(单位：r/min)取值如下几种情况：
①高速同步发电机：因大多数发电机与原动机同轴联动，火电厂都用高速汽轮搜索机作原动机，所以汽轮发电机通常用高转速的2极电机，其转速达n＝3000r/min(在电网频率为60Hz时，为3600r/min)。
核电站多用4极电机，转速为n＝1500r/min(当电网频率为60Hz时，为1800r/min)。
②低速同步发电机：多数由较低速度的水轮机或柴油机驱动。电机磁极数由4极到60极，甚至更多。对应的转速为n＝1500～100r/min及以下。由于转速较低，一般都采用对材料和制造工艺要求较低的凸极式转子。
因此，本实施例中，火电机组转子动能计算如下：
冯伟忠于1998年在第05期《动力工程》杂志上提出“汽轮发电机组转子转动惯量测取探讨[J]”可知，30万千瓦火电机组转动惯量为JThemal＝29538kg˙m2，并根据上述火电厂2极电机的常规转速nThemal＝3000r/min，通过下式计算30万kW火电机组转子动能EThemal为：
EThemal-30＝0.5×JThemal×(2π×nThemal)2＝0.5×29538×(2π×3000)2＝1.474GWs (2)
核电机组转子动能计算如下：
本实施例中，30万千瓦核电机组转动惯量等于30万千瓦火电机组转动惯量，即JNuclear＝JThemal，参考上述核电机组的常规转速，使用转速nNuclear＝1500r/min，通过下式计算30万千瓦核电机组转子动能ENuclear为：
ENuclear-30＝0.5×JNuclear×(2π×nNuclear)2＝0.5×29538×(2π×1500)2＝0.3685GWs (3)
水电机组转子动能计算如下：
李雪淋,欧传奇等人于2007年在第11期《人民长江》杂志上提出“机组转动惯量的合理取值计算分析”可知，5.155万千瓦水电机组转动惯量经初步计算JHydro＝700t·m2，根据上述所述水轮机的常规转速，本实施例使用平均转速nHydro＝300r/min，根据下式计算5万千瓦水电机组转子动能EHydro为：
EHydro-30＝0.5×JHydro×(2π×nHydro)2＝0.5×700000×(2π×500)2＝0.345GWs (4)
S3、建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；具体步骤如下：
Huajie Gu、Ruifeng Yan等人于2018年3月在《IEEE TRANSACTIONS ON POWERSYSTEMS》期刊上提出“Minimum Synchronous Inertia Requirement of Renewable PowerSystems”含可再生能源电力***中最小惯量要求)可知，如图2所示，事故规模C与***所需转子动能EC呈线性关系，并可以表示为以下函数公式：
EC＝αC (5)
其中，斜率α根据事故发生后***频率变化率的不同，取值也将不同。
因此，对应于本实施例中，通过建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数，判断电力规划方案是否满足电力***稳定要求。
即对应某一电力规划方案，通过比较方案中火电机组、水电机组与核电机组的总转子动能是否满足***N-1故障下对***转子动能的要求，具体如下式：
∑EThermal+∑ENuclear+∑EHydro≥α′CN-1 (6)
其中，CN-1表示电力规划***中单一发电机组或单条输电线路的最大容量；α’表示对实际***稳定计算后所得的参数，若对实际***未进行过稳定计算，可以参考图2的参数，即在***频率变化率0.5、1、2、3、4Hz/s的要求下α’分别取值为0.05、0.025、0.0125、0.00833、0.00625GWs/万kW。
其中
Figure BDA0002645870870000091
Figure BDA0002645870870000092
Figure BDA0002645870870000093
公式(7)、公式(8)、公式(9)中CapacityThermal、CapacityNuclear、CapacityHydro分别表示电力规划方案中火电装机容量、核电装机容量、水电装机容量，单位为万kW。
S4、若关系函数成立，则输出电力规划方案，若不成立，则更改电力规划方案，并重复步骤S1-S3。
本实施例，若上述公式(6)可以成立，说明电力规划方案满足电力***稳定运行要求，则该电力规划方案可行；若上述公式(6)不成立，则在备选常规机组电站序列中选择排序第一的电站增加进入电力规划方案；由于通常国内电力规划方案都有一个备选电源库，而且是优先次序。所以这个循环就是：不满足公式(6)时，每次从备选电源库中拿出一个电站加进规划方案。
本实施例，提供了面向电力规划的基于***故障频率仿真结果的电力***转动惯量方法，通过在电力规划层面的分钟级、小时级的电力运行中，确定电力规划方案中对应的常规发电机组的转子动能，并通过建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数，判断电力规划方案是否满足电力***稳定要求从而确定电力规划方案的可行性；可用于电力规划理论分析和数值实验，对电力规划具有重要的指导意义。
下面通过具体案例说明本发明。
如下表1中，本案例获取区域A某水平年的电力装机规划方案，应用公式(7)、公式(8)、公式(9)计算得出该区域A的火电机组、核电机组、水电机组的转子动能水平，分别为57.486GWs、3.685GWs、4.83GWs，求和得到公式(6)的左半部分，即66.001GWs。
表1、算例***电力规划
Figure BDA0002645870870000101
考虑区域A电力***N-1故障的最大规模为60万kW，按照图1所示***稳定仿真结果，若希望事故发生时***频率变化率控制在0.5Hz/s以内，则α’取值0.5GWs/万千瓦，那么计算得公式(6)的右半部分，得30GWs。
总结来看，算例规划方案的转子动能远大于***事故时所需的转子动能，得到结论是该规划方案可以维持***稳定。
如图3所示，本发明还提供了一种面向电力规划的电力***转动惯量校验***，包括：
数据输入单元：用于根据电力规划方案，输入影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；其中，
电力规划方案中的影响因数包括火电装机容量、火电机组转动惯量、火电机组转速；核电装机容量、核电机组转动惯量、核电机组转速；水电装机容量、水电机组转动惯量与水电机组转速。
转子动能计算单元：包括火电机组转子动能计算模块、水电机组转子动能计算模块与核电机组转子动能计算模块，分别用于计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能，计算具体如下：
本实施例中，常规发电机组的转子动能E使用以下公式计算：
Figure BDA0002645870870000102
其中，J是转子转动惯量(单位：kg˙m2)，ω是角速度(单位：1/s)，可以使用2πn计算，而发电机组转速n(单位：r/min)取值如下几种情况：
①高速同步发电机：因大多数发电机与原动机同轴联动，火电厂都用高速汽轮搜索机作原动机，所以汽轮发电机通常用高转速的2极电机，其转速达n＝3000r/min(在电网频率为60Hz时，为3600r/min)。
核电站多用4极电机，转速为n＝1500r/min(当电网频率为60Hz时，为1800r/min)。
②低速同步发电机：多数由较低速度的水轮机或柴油机驱动。电机磁极数由4极到60极，甚至更多。对应的转速为n＝1500～100r/min及以下。由于转速较低，一般都采用对材料和制造工艺要求较低的凸极式转子。
因此，本实施例中，火电机组转子动能计算模块计算火电机组转子动能如下：
30万千瓦火电机组转动惯量为JThemal＝29538kg˙m2，并根据上述火电厂2极电机的常规转速nThemal＝3000r/min，通过下式计算30万kW火电机组转子动能EThemal为：
EThemal-30＝0.5×JThemal×(2π×nThemal)2＝0.5×29538×(2π×3000)2＝1.474GWs (11)
核电机组转子动能计算模块计算核电机组转子动能如下：
本实施例中，30万千瓦核电机组转动惯量等于30万千瓦火电机组转动惯量，即JNuclear＝JThemal，参考上述核电机组的常规转速，使用转速nNuclear＝1500r/min，通过下式计算30万千瓦核电机组转子动能ENuclear为：
ENuclear-30＝0.5×JNuclear×(2π×nNuclear)2＝0.5×29538×(2π×1500)2＝0.3685GWs (12)
水电机组转子动能计算模块计算水电机组转子动能计算如下：
5.155万千瓦水电机组转动惯量经初步计算JHydro＝700t·m2，根据上述所述水轮机的常规转速，本实施例使用平均转速nHydro＝300r/min，根据下式计算5万千瓦水电机组转子动能EHydro为：
EHydro-30＝0.5×JHydro×(2π×nHydro)2＝0.5×700000×(2π×500)2＝0.345GWs (13)
关系函数建立单元：用于根据数据输入单元输入的数据与转子动能计算单元计算结果，建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；则关系函数具体如下式：
∑EThermal+∑ENuclear+∑EHydro≥α′CN-1 (14)
其中，CN-1表示电力规划***中单一发电机组或单条输电线路的最大容量，α’表示电力规划***稳定计算后所得的参数，其中
Figure BDA0002645870870000121
Figure BDA0002645870870000122
Figure BDA0002645870870000123
公式(15)、公式(16)、公式(17)中CapacityThermal、CapacityNuclear、CapacityHydro分别表示电力规划方案中火电装机容量、核电装机容量、水电装机容量，单位为万kW。
判断输出单元：用于计算判断关系函数建立单元建立的关系函数是否成立，若成立，输出电力规划方案；若不成立，则将结果反馈至***进行电力规划方案更改。
若上述公式(14)可以成立，则说明电力规划方案满足电力***稳定运行要求，则该电力规划方案可行；若上述公式(14)不成立，则需要考虑新增一定规模的常规机组。
如图4所示，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中面向电力规划的电力***转动惯量校验方法，或者计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种面向电力规划的电力***转动惯量校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据电力规划方案，获取影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；
S2、分别计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能；
S3、建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；
S4、若关系函数成立，则输出电力规划方案，若不成立，则更改电力规划方案，并重复步骤S1-S3；
电力规划方案中的影响因数包括火电装机容量、火电机组转动惯量、火电机组转速；核电装机容量、核电机组转动惯量、核电机组转速；水电装机容量、水电机组转动惯量与水电机组转速。
2.如权利要求1所述的面向电力规划的电力***转动惯量校验方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下计算：
火电机组转子动能计算如下：
30万千瓦火电机组转动惯量为JThemal＝29538kg˙m2，并根据火电厂2极电机的常规转速nThemal＝3000r/min，通过下式计算30万kW火电机组转子动能EThemal为：
EThemal-30＝0.5×JThemal×(2π×nThemal)2＝0.5×29538×(2π×3000)2＝1.474GWs (1)
核电机组转子动能计算如下：
30万千瓦核电机组转动惯量等于30万千瓦火电机组转动惯量，即JNuclear＝JThemal，核电机组的常规转速为转速nNuclear＝1500r/min，通过下式计算30万千瓦核电机组转子动能ENuclear为：
ENuclear-30＝0.5×JNuclear×(2π×nNuclear)2＝0.5×29538×(2π×1500)2＝0.3685GWs (2)
水电机组转子动能计算如下：
5.155万千瓦水电机组转动惯量经初步计算JHydro＝700t·m2，水轮机的常规转速为nHydro＝300r/min，根据下式计算5万千瓦水电机组转子动能EHydro为：
EHydro-30＝0.5×JHydro×(2π×nHydro)2＝0.5×700000×(2π×500)2＝0.345GWs (3)。
3.如权利要求2所述的面向电力规划的电力***转动惯量校验方法，其特征在于，所述建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数具体为：
∑EThermal+∑ENuclear+∑EHydro≥α′CN-1 (4)
其中，CN-1表示电力规划***中单一发电机组或单条输电线路的最大容量，α’表示电力规划***稳定计算后所得的参数，其中
Figure FDA0002645870860000021
Figure FDA0002645870860000022
Figure FDA0002645870860000023
其中，公式(7)、公式(8)、公式(9)中CapacityThermal、CapacityNuclear、CapacityHydro分别表示电力规划方案中火电装机容量、核电装机容量、水电装机容量，单位为万kW。
4.一种面向电力规划的电力***转动惯量校验***，其特征在于，包括：
数据输入单元：用于根据电力规划方案，输入影响电力***稳定的电力规划方案中的影响因数及相关数据；其中，
影响因数包括火电装机容量、火电机组转动惯量、火电机组转速；核电装机容量、核电机组转动惯量、核电机组转速；水电装机容量、水电机组转动惯量与水电机组转速。
转子动能计算单元：包括火电机组转子动能计算模块、水电机组转子动能计算模块与核电机组转子动能计算模块，分别用于计算火电机组、水电机组、核电机组的转子动能；
关系函数建立单元：用于根据数据输入单元输入的数据与转子动能计算单元计算结果，建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数；
判断输出单元：用于计算判断关系函数建立单元建立的关系函数是否成立，若成立，输出电力规划方案；若不成立，则将结果反馈至***进行电力规划方案更改。
5.如权利要求4所述的面向电力规划的电力***转动惯量校验***，其特征在于，所述转子动能计算单元中，
火电机组转子动能计算模块计算火电机组转子动能如下：
30万千瓦火电机组转动惯量为JThemal＝29538kg˙m2，并根据火电厂2极电机的常规转速nThemal＝3000r/min，通过下式计算30万kW火电机组转子动能EThemal为：
EThemal-30＝0.5×JThemal×(2π×nThemal)2＝0.5×29538×(2π×3000)2＝1.474GWs (8)
核电机组转子动能计算模块计算核电机组转子动能如下：
30万千瓦核电机组转动惯量等于30万千瓦火电机组转动惯量，即JNuclear＝JThemal，核电机组的常规转速为转速nNuclear＝1500r/min，通过下式计算30万千瓦核电机组转子动能ENuclear为：
ENuclear-30＝0.5×JNuclear×(2π×nNuclear)2＝0.5×29538×(2π×1500)2＝0.3685GWs (9)
水电机组转子动能计算模块计算水电机组转子动能计算如下：
5.155万千瓦水电机组转动惯量经初步计算JHydro＝700t·m2，水轮机的常规转速为nHydro＝300r/min，根据下式计算5万千瓦水电机组转子动能EHydro为：
EHydro-30＝0.5×JHydro×(2π×nHydro)2＝0.5×700000×(2π×500)2＝0.345GWs (10)。
6.如权利要求5所述的面向电力规划的电力***转动惯量校验***，其特征在于，所述建立***故障下***转子动能需求与规划方案的总转子动能的关系函数具体为：
∑EThermal+∑ENuclear+∑EHydro≥α′CN-1 (11)
其中，CN-1表示电力规划***中单一发电机组或单条输电线路的最大容量，α’表示电力规划***稳定计算后所得的参数，其中
Figure FDA0002645870860000041
Figure FDA0002645870860000042
Figure FDA0002645870860000043
其中，公式(12)、公式(13)、公式(14)中CapacityThermal、CapacityNuclear、CapacityHydro分别表示电力规划方案中火电装机容量、核电装机容量、水电装机容量，单位为万kW。
7.计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
8.计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述面向电力规划的电力***转动惯量校验方法。
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