1.一种风光火耦合系统中火电机组安全性的评估方法,其特征在于,所述方法包括:S1:基于风速构建风电机组功率模型并且基于环境参数构建光电机组功率模型;S2:将所述风电机组功率模型、光电机组功率模型以及火电机组模型进行耦合获得功率追踪系统模型,根据所述功率追踪系统追踪模型获得火电机组功率;其中,所述功率追踪系统模型L(t)为:L(t)=P W (t)+P V (t)+P T (t)其中,P W (t)为t时段风电机组功率,P V (t)为t时段光电机组功率,P T (t)为t时刻待求的火电机组功率,L(t)为t时刻负荷随时间变化的预设输出功率,P i (t-1)为第t-1时段火电机组第i段轴的有功功率,P i (t)为第t时段火电机组第i段轴的有功功率, 为火电机组第i段轴系单个时刻的最大下降功率; 为火电机组第i段轴系单个时刻的最大上升功率;S3:根据所述火电机组功率基于无内热源空心圆柱一维非稳态导热原理获得火电机组中汽轮机转子各轴段不同半径处温度随时间的变化关系;S4:根据汽轮机转子各轴段不同半径处温度随时间的变化关系和一维不稳定导热方程获得汽轮机转子的热应力,进而获得火电机组转子的疲劳损耗;S5:对风电机组发电机和光电机组的逆变装置的输出电压波形分别进行傅里叶变换获得风电机组和光电机组的谐波;S6:将所述风电机组的谐波和光电机组的谐波进行叠加作用于火电机组的轴系,即可获得谐波对火电机组轴系的冲击;S7:基于所述火电机组转子的疲劳损耗和谐波对火电机组轴系的冲击进行火电机组安全评估。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S6还包括对火电机组的轴系进行等效处理,具体为:将火电机组的多个段轴系的每个轴段均等效为集中质量块,各质量块之间等效为无质量的弹簧连接。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述火电机组的轴系方程为:其中,Δδ i 为第i段轴上转子的角位移,Δω i 为第i段轴上转子的角速度增量;ΔT ei 为第i段轴的电磁转矩增量,H i 为第i段轴上转子的惯性常数,D ii 为第i段轴上转子自阻尼系数,K i,i+1 ,K i,i-1 表示为各个相邻集中质量块之间的弹性系数。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中风电机组功率模型P W 为:其中,C为叶片的风能转换效率系数,ρ为空气密度,A为风电机扇叶旋转时气流所形成的圆形面积,v为风速。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光电机组功率模型P V 为:P V =η V SI[1-0.005(t 0 +25)]其中,η V 为光伏电池转化效率,S为光伏阵列面积,I为太阳辐照强度,t 0 为温度。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中,汽轮机转子各轴段不同半径处温度T随时间τ的变化关系为:其中,η=F(P T ,T q ),η为蒸汽温升率,P T 为火电机组功率,T q 为蒸汽的温度,T 0 为转子的初始值,R 0 为转子外径,a为热扩散率,r为转子任一点的半径,B为单元节点位移列阵系数,β为转子材料线膨胀系数,n为待求温度值的节点个数,J 0 为单元内进行变分计算的初始值,F 0 为集中力的等效节点力的初始值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤S4中汽轮机转子的热应力σ th 的表达式为:其中,E为转子材料的弹性模量,υ为转子材料的泊桑比,c为转子的材料比热,ρ 0 为转子材料密度,λ为转子导热系数,R为转子厚度,R=R b -R 0 ,R b 为转子内径,f为形状因子,η g 为第g次蒸汽温升率,η g-1 为第g-1次蒸汽温升率,K为时间修正因子,τ g 为第g次蒸汽温升变化的时间,τ g-1 为第g-1次蒸汽温升变化的时间。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述谐波对火电机组轴系的冲击造成的电磁转矩增量ΔT e 为:其中,ω 0 为风电机组的谐波和光电机组的谐波叠加后谐波的扰动频率,E G0 为火电机组端电压,U A0 为风电机组和火电机组并网处的母线电压的初始值,δ 0 为火电机组的机端电压相角的初始值,X G 为火电机组的电路阻抗,Δδ为火电机组机端电压相角变化值,k p 为系数,k q 为系数, X W 为风电光机组的总电路阻抗,E W0 为风机机端和光伏机端电压,θ 0 为风电光机组并网的机端电压初始相角。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S4通过对汽轮机的转子的热应力进行有限元分析获得火电机组转子的疲劳损耗。