利用备用管理工具,保证新西兰国家电网的可靠性

挑战

计算备用电力的数量,以确保新西兰的国家电网可以继续运行,如果一个发电机故障

解决方案

使用Si万博1manbetxmulink每30分钟对整个电网(包括发电机、负载和高压直流输电线路)进行一次模拟

结果

  • 快速实施关键更新
  • 使用真实数据进行仿真验证
  • 更新了内部

“我们对电网频率记录,将它们注入我们的Simulink模型,并对比模拟结果与实际系统响应。万博1manbetx使用Sim万博1manbetxulink,我们可以不断地校正和改进我们的模型,并最终提高我们的储量估计的准确性。”

海蒂希思说,Transpower
输电线路靠近Transpower的Benmore变电站。

Transpower拥有并运营新西兰国家电网,这是一个高压输电网络,为工业、商业、农业和家庭用电提供电力。为了使电网的频率保持在50赫兹,电力传输必须平衡负载和发电。如果一个发电机发生故障,必须在几秒钟内从其他发电机获得电力,以补偿损失,并确保系统频率不会下降到无法恢复的水平。

因为它是昂贵的储备持有发电,Transpower公司必须精确计算需要确保电网的既定风险容忍度内,可靠性的最低储备。

为了满足这一需求,Transpower在MATLAB中开发了储备管理工具(RMT)®和仿真软万博1manbetx件®。RMT包括整个网格,包括发电机,负载和新西兰的两个主要岛屿之间的高压直流输电(HVDC)连接的精密模型。基于先进的一分钟网格信息模拟运行每半小时,以确定当前需要储备。

“Transpower有两个指令。一个是通过可靠地运行电网来确保电力供应,另一个是在经济上做到这一点,”Transpower的调查工程师海蒂•希思(Heidi Heath)表示。“通过使用真实世界的数据万博1manbetx来驱动Simulink仿真,我们不仅在成本和可靠性之间做出了更好的权衡,还在提高服务的同时降低了成本。”

挑战

过去,Transpower使用电子表格来计算所需的最低储备金。这种方法需要技术人员执行许多手工步骤并运行几个支持脚本。万博1manbetx这个系统是不灵活的,使它很难纳入新的发电机,因为他们上线。Transpower需要一个储备管理工具,可以迅速更新的网格变化。

“随着时间的推移,我们需要遵守越来越多的复杂的规则来处理有事项,以及成本压力增加更准确地估计存款准备金的需要,”希思说。“我们预期的增加更多的发电机组,以及在更改HVDC链接。我们需要一个工具,我们可以在内部调整,这样我们就不需要等待一个第三方公司进行这些改变。”

解决方案

使用MATLAB和Simulink万博1manbetx,Transpower公司建立了一个新的RMT来建模和仿真新西兰整个国家电网。

Transpower的工程师们创建了风力发电、水力发电和地热发电的MATLAB和万博1manbetxSimulink模型,这些模型构成了电网中大部分的发电机。单个工厂模型使用输入频率和比例积分导数(PID)控制器来计算功率输出。PID控制器增益使用Control System Toolbox™进行调整。

为了开发更先进的联合循万博1manbetx环热电厂的Simulink模型,Transpower使用了工厂运营公司提供的方框图和测试数据。

工程师还开发了型号为分布在全国各地的两个主要岛屿,以及用于连接这些岛屿的高压直流输电环节30多个中断的和不可中断负荷。

在Simulink中,万博1manbetx工程师们组装了一个完整的电网模型,包括负荷模型、高压直流输电线路模型和大约80台发电机。

使用MATLAB Compiler™和Simulink万博1manbetx Coder™,团队创建了完整模型的独立可执行文件。Transpower IT团队将模型与调度价格调度(SPD)工具集成,该工具用于以最低的价格获得所需的储备。

新的RMT工具目前每30分钟运行一次,以计算所需的储备。

结果

  • 快速实施关键更新。“当一个新的发电机被添加或对电网做一些其他的改变时,我们需要快速更新RMT,”Heath说。“在过去的一年里,我们在Simulink中进行了18次这样的更新,如果使用基于电子表格的系统,更新会更万博1manbetx困难,也更不准确。”

  • 使用真实数据进行仿真验证。“当一个系统事件发生时,我们可以推动我们的Simulink模型与实测数据,看是否RMT准确的万博1manbetx预测结果,并验证发电机反应不如预期,”希思说。“这种方法使我们能够改善我们的网格模型和单个发电机模型的精确性,它可以帮助我们识别可能的电网的改进。”

  • 更新了内部。“有了MATLAB和Simulin万博1manbetxk,我们可以利用自己的专业知识对系统进行更改,而不必依赖外部供应商,”Heath说。“因此,我们可以完全控制更新何时完成,也可以控制敏感数据。”