用于复现电力系统频率特性的模拟方法及系统

1.一种用于复现电力系统频率特性的模拟方法，其特征在于，包括：根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率；根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值；根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率；根据所述机械功率，采用预先设置的发电机组模型生成电磁功率；根据所述电磁功率，经过预先设置的同步机元件生成火电机组输出功率；根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值；根据各时刻的系统频率预测值确定电力系统频率特性；所述根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率，包括：获取t时刻的系统频率预测值作为t时刻的系统频率值，或者通过采样获取t时刻的系统频率实际值作为t时刻的系统频率值；采用预先设置的负荷模型：P t ＝P N (1+(f N -f st )×L D )确定t时刻的负荷有功功率P t ；其中，P N 为负荷额定有功功率；f N 为系统额定频率；f st 为t时刻的系统频率值；L D 为负荷调频系数；所述根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值，包括：根据预先设置的燃料参考信号R ref 和一主汽压力初值G Z0 ，经过比例积分控制器得到比例积分控制器输出信号R refPI ；根据比例积分控制器输出信号R refPI ，采用公式： 确定主汽压力模型的流量L；其中，T w 为锅炉燃料释放的时间常数；s为傅里叶变换中表示频率的信号；L 0 为主汽压力模型的流量初值；T D 为汽包蓄热容积时间常数；u为过热器及主汽管道流量系数；从预先设置的原动机及调速模型获取调门开度，根据所述主汽压力模型的流量L，采用公式： 确定进气量值G J ；其中，G J0 为进气量值的初值；T sh 为过热器容积时间常数；M D 为所述调门开度；所述根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率，包括：根据所述进气量值G J ，采用预先设置的汽轮机模型： 确定汽轮机模型的机械功率P m ；其中，T ch 为蒸汽容积时间常数；F HP 为高压缸功率比例；F IP 为中压缸功率比例；T rh 为再热器时间常数；F LP 为低压缸功率比例；T co 交叉管时间常数；所述根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值，包括：根据t时刻的负荷有功功率P t 和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程： 确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值f out,t+1 ；其中，J h 为火电机组惯性系数；P h 为所述火电机组输出功率；K f 为火电机组调频系数；将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值。 2.一种用于复现电力系统频率特性的模拟系统，其特征在于，包括：负荷模型单元，用于根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率；主汽压力模型单元，用于根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值；汽轮机模型单元，用于根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率；发电机组模型单元，用于根据所述机械功率，采用预先设置的发电机组模型生成电磁功率；火电机组输出功率生成单元，用于根据所述电磁功率，经过预先设置的同步机元件生成火电机组输出功率；电力系统频率特性确定单元，用于根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值；根据各时刻的系统频率预测值确定电力系统频率特性；所述负荷模型单元，具体用于：获取t时刻的系统频率预测值作为t时刻的系统频率值，或者通过采样获取t时刻的系统频率实际值作为t时刻的系统频率值；采用预先设置的负荷模型：P t ＝P N (1+(f N -f st )×L D )确定t时刻的负荷有功功率P t ；其中，P N 为负荷额定有功功率；f N 为系统额定频率；f st 为t时刻的系统频率值；L D 为负荷调频系数；所述主汽压力模型单元，具体用于：根据预先设置的燃料参考信号R ref 和一主汽压力初值G Z0 ，经过比例积分控制器得到比例积分控制器输出信号R refPI ；根据比例积分控制器输出信号R refPI ，采用公式： 确定主汽压力模型的流量L；其中，T w 为锅炉燃料释放的时间常数；s为傅里叶变换中表示频率的信号；L 0 为主汽压力模型的流量初值；T D 为汽包蓄热容积时间常数；u为过热器及主汽管道流量系数；从预先设置的原动机及调速模型获取调门开度，根据所述主汽压力模型的流量L，采用公式： 确定进气量值G J ；其中，G J0 为进气量值的初值；T sh 为过热器容积时间常数；M D 为所述调门开度；所述汽轮机模型单元，具体用于：根据所述进气量值G J ，采用预先设置的汽轮机模型： 确定汽轮机模型的机械功率P m ；其中，T ch 为蒸汽容积时间常数；F HP 为高压缸功率比例；F IP 为中压缸功率比例；T rh 为再热器时间常数；F LP 为低压缸功率比例；T co 交叉管时间常数；所述电力系统频率特性确定单元，具体用于；根据t时刻的负荷有功功率P t 和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程： 确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值f out,t+1 ；其中，J h 为火电机组惯性系数；P h 为所述火电机组输出功率；K f 为火电机组调频系数；将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值。 3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率；根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值；根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率；根据所述机械功率，采用预先设置的发电机组模型生成电磁功率；根据所述电磁功率，经过预先设置的同步机元件生成火电机组输出功率；根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值；根据各时刻的系统频率预测值确定电力系统频率特性；所述根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率，包括：获取t时刻的系统频率预测值作为t时刻的系统频率值，或者通过采样获取t时刻的系统频率实际值作为t时刻的系统频率值；采用预先设置的负荷模型：P t ＝P N (1+(f N -f st )×L D )确定t时刻的负荷有功功率P t ；其中，P N 为负荷额定有功功率；f N 为系统额定频率；f st 为t时刻的系统频率值；L D 为负荷调频系数；所述根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值，包括：根据预先设置的燃料参考信号R ref 和一主汽压力初值G Z0 ，经过比例积分控制器得到比例积分控制器输出信号R refPI ；根据比例积分控制器输出信号R refPI ，采用公式： 确定主汽压力模型的流量L；其中，T w 为锅炉燃料释放的时间常数；s为傅里叶变换中表示频率的信号；L 0 为主汽压力模型的流量初值；T D 为汽包蓄热容积时间常数；u为过热器及主汽管道流量系数；从预先设置的原动机及调速模型获取调门开度，根据所述主汽压力模型的流量L，采用公式： 确定进气量值G J ；其中，G J0 为进气量值的初值；T sh 为过热器容积时间常数；M D 为所述调门开度；所述根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率，包括：根据所述进气量值G J ，采用预先设置的汽轮机模型： 确定汽轮机模型的机械功率P m ；其中，T ch 为蒸汽容积时间常数；F HP 为高压缸功率比例；F IP 为中压缸功率比例；T rh 为再热器时间常数；F LP 为低压缸功率比例；T co 交叉管时间常数；所述根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值，包括：根据t时刻的负荷有功功率P t 和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程： 确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值f out,t+1 ；其中，J h 为火电机组惯性系数；P h 为所述火电机组输出功率；K f 为火电机组调频系数；将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值。 4.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储上并可在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程序时实现以下步骤：根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率；根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值；根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率；根据所述机械功率，采用预先设置的发电机组模型生成电磁功率；根据所述电磁功率，经过预先设置的同步机元件生成火电机组输出功率；根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值；根据各时刻的系统频率预测值确定电力系统频率特性；所述根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率，包括：获取t时刻的系统频率预测值作为t时刻的系统频率值，或者通过采样获取t时刻的系统频率实际值作为t时刻的系统频率值；采用预先设置的负荷模型：P t ＝P N (1+(f N -f st )×L D )确定t时刻的负荷有功功率P t ；其中，P N 为负荷额定有功功率；f N 为系统额定频率；f st 为t时刻的系统频率值；L D 为负荷调频系数；所述根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值，包括：根据预先设置的燃料参考信号R ref 和一主汽压力初值G Z0 ，经过比例积分控制器得到比例积分控制器输出信号R refPI ；根据比例积分控制器输出信号R refPI ，采用公式： 确定主汽压力模型的流量L；其中，T w 为锅炉燃料释放的时间常数；s为傅里叶变换中表示频率的信号；L 0 为主汽压力模型的流量初值；T D 为汽包蓄热容积时间常数；u为过热器及主汽管道流量系数；从预先设置的原动机及调速模型获取调门开度，根据所述主汽压力模型的流量L，采用公式： 确定进气量值G J ；其中，G J0 为进气量值的初值；T sh 为过热器容积时间常数；M D 为所述调门开度；所述根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率，包括：根据所述进气量值G J ，采用预先设置的汽轮机模型： 确定汽轮机模型的机械功率P m ；其中，T ch 为蒸汽容积时间常数；F HP 为高压缸功率比例；F IP 为中压缸功率比例；T rh 为再热器时间常数；F LP 为低压缸功率比例；T co 交叉管时间常数；所述根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值，包括：根据t时刻的负荷有功功率P t 和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程： 确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值f out,t+1 ；其中，J h 为火电机组惯性系数；P h 为所述火电机组输出功率；K f 为火电机组调频系数；将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值。