电力运行模拟系统设计

发表时间:2020/8/12   来源:《中国电业》2020年3月第8期   作者:赵倩 贾绪
[导读] 设计了一 种电力运行模拟系统,该系统通过可视化编程语言AS3.0和多种存储方式相结合的方法来实现各种数据的存储和读取,应用于实践工程后用户反映良好。
        摘要:设计了一 种电力运行模拟系统,该系统通过可视化编程语言AS3.0和多种存储方式相结合的方法来实现各种数据的存储和读取,应用于实践工程后用户反映良好。现阐述了该系统的功能和实现方法,并详细介绍了ACCESS存储方式。
关键词:电力运行;模拟系统;多存储方式:友好交互性
0引言

        为了确保电力系统的正常运行,在现有的实践性操作办法中,电力工作人员经常需要用到电力运行模拟系统进行模拟操作,例如可行性操作、故障研究和反事故演习等等。
电力运行模拟系统是维护供电系统的重要实用型工具,它的作用主要包括:
(1)通过电力运行模拟系统我们可以了解各种电力设备的接线方式和运行状况;
(2)通过电力运行模拟系统进行模拟操作可以提前发现实际操作中存在的错误;
(3)通过电力运行模拟系统进行反事故演习可以提高电力工作人员的应对能力,从而保证供电可靠性。
一、系统功能
根据我单位的实际情况,对电力运行模拟系统的功能设计如下:
1.1模拟高低压供电系統的运行
用于显示高低压电力系统的一次运行情况,并能够通过图形化的界面将电力系统的-次运行原理、分布情况、接线方式以及易损位置显示出来。
1.2 操作模拟
模拟常见的高低压系统操作,并能给予提示,在操作正确时显示电力运行情况,操作错误时显示错误原因以及改进方法。
1.3 模拟高低压系统的继电保护
模拟高低压继电保护系统,包括各种机械闭锁、电气闭锁。
1.4 教学功能
通过该系统可以对本单位的各种电力运行操作进行讲解,使学习人员能够直观、快速、全面地了解本单位的电力运行情况。
1.5 记忆存储功能
实现对高低压系统各个元器件的数据进行存储,在需要的时候方便使用者了解元器件的参数、使用方法和注意事项等。
二、系统实现
        本系统采用可视化编程语言AS3.0和多种存储方式相结合的方法来实现各种数据的存储和读取,。.具有使用灵活、操作简便以及界面优秀等优点,可以制作出具有良好交互性的人机界面。
三、运行灵活性的评估分析
         1、常规运行灵活性评估。电力系统运行灵活性分析,状态 1 代表净负荷曲线超越了机组出力上限,表明该系统需要补充上调灵活性资源; 状态 2 代表该系统灵活性资源充足; 状态 3 代表该系统净负荷曲线超过了机组出力下限,表示其下调灵活性资源缺失。
         
         基于 Monte -Carlo 算法并加以改进可以得到节点注入功率和潮流数据,并据此建立一个目标函数,目标函数中包括各节点发电的成本、各支路所剩传输能力的成本及网损,再利用遗传算法处理节点注入功率,通过计算得到系统运行灵活性的评估[1]。随着电力系统大规模接入风电,运行灵活性需要有更好的评估方法。


         2、可再生能源并网后的运行灵活性评估。大规模的可再生新能源并网是如今大势所趋,相对于常规能源,可再生能源出力随机性较强,可调控力更弱,风电为例,风速的可预测性及其难度都相对于负荷预测高得多。因此,对可再生能源的灵活性要求更高,需要更多的灵活性资源。而其灵活性的建模步骤如下: ( 1) 根据风电功率、负荷预测参数确定当日的机组组合类型,得到机组 i 在 t 时刻启停状态为 uit,设模拟次数初值 k = 0。 ( 2) 通过历史功率预测误差可以设置弃风、切负荷变量来求解以下模型:
       
         3、算例分析。基于某电网风电及负荷的实际情况进行模拟。其中,常规机组的装机容量为 13600MW、风电装机容量为 6800MW、负荷峰值为 12466MW,收敛误差值 ε = 0. 01,本设计方案来对比风电不确定性与负荷不确定性对灵活性指标的影响。其中,方案 1 中系统不接 入 风 电 场,假 设 负 荷 预 测 误 差 5% ,标 准 差 为285MW,最低的备用容量为 15% 。方案 2 中系统接入23. 5% 的风电场,忽略负荷预测误差,设其标准差为285MW,误差预测百分比为 17. 4% ,同时设最低备用容量为 15% 。
       
         从表可以看出,方案 1 中灵活性充足,而方案2 中灵活性不足的概率并不完全等于 0,并且还需要57. 8MW 的上调灵活容量。故而,风电接入系统中需要更多的考虑影响灵活性的因素如风功率预测误差,并作出应对措施。除此之外,备用容量的不同对灵活性指标亦有影响。假设风电接入比例为 30% ,计算备用容量分别为15% ,20% ,25% ,30% 时灵活性指标可知,提高系统备用容量对提高上调灵活性有明显作用,对下调灵活性作用不明显。备用容量上升到 30% 时,下调灵活性仍然不足,故只采用提高备用容量无法彻底解决灵活性不足问题。
          结论
         介绍了电力系统运行灵活性特征,并建立了运行灵活性的模型,提出了电力系统运行灵活性的评估方法。随着电力系统的发展及可再生能源的大规模入网,电力系统运行灵活性的研究显得越发重。可再生能源的大规模入网降低了电力系统运行的成本,保护了环境,但同时对运行灵活性的要求也借此提升,需要更多的关注及研究保证灵活性资源充足。负荷不确定性与风电不确定性还是有一定的区别,要解决风电不确定性必须更多的考虑影响灵活性的因素如风功率预测误差。 通过算例可知,仅提高备用容量没有办法彻底解决灵活性不足问题,要解决此问题还需要更好的方法。
         参考文献:
         [1] 张丽英,叶廷路,辛耀中.大规模风电接入电网的相关问题及措施[J].中国电机工程学报,2019,30(25):1-9.
         [2] 迟永宁,刘燕华,王伟胜.风电接入对电力系统的影响[J].电网技术,2017,31(3):77-81.
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