本发明涉及火力发电厂，特别涉及基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法。
背景技术：
1、发电厂电气设备的选型需对电厂内系统进行潮流、短路、电动机启动计算，选择厂用电源容量需根据辅机的运行方式对厂用电负荷进行统计，在正常的电源电压变化和厂用负荷波动下，计算厂用电各级母线的电压变化范围，主变、高压厂用变压器、备用变压器的阻抗选择应使厂用电系统能采用较低开断水平的开关设备，同时满足电动机正常启动和成组启动的的母线电压水平。因此，常规的火力发电厂计算工作非常重要，是设备选型的依据。计算依据火力发电厂厂用电设计技术规程中的公式进行计算，需要计算的项目较多，设计人员需要投入较多的时间，计算效率较低，且计算存在一定的误差。
技术实现思路
1、针对上述的不足，本申请提供了基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，采用etap软件对发电厂的潮流及短路进行仿真计算，选取发电厂内具有参考意义的几种典型运行工况进行仿真分析，计算准确性高，大大提高了设计人员的工作效率及设计质量。
2、为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
3、基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，所述方法包括:
4、s1、etap根据燃煤机组发电厂的电气接线图建立单线图模型；
5、s2、根据不同运行工况对单线图模型进行潮流分析，以获得各级母线的有功功率、无功功率、功率因数等参数；
6、s3、采用等效电压源法对调整设备参数后的单线图模型进行短路分析，以获得各级母线的对称短路电流结果值、不对称短路电流结果值。
7、本方法的进一步改进在于，所述燃煤机组发电厂的设备接线包括：
8、两台发电机组均通过发电机变压器单元接线接入400kv高压母线，每台发电机出口设置发电机出口断路器，高压厂用分裂变压器及同容量的备用厂用分裂变压器从主变低压侧引接。每台机设置两段厂用11kv工作段，电动给水泵电机额定容量较大(16200kw)单独引接自备用厂用变压器，当汽动给水泵故障时，通过备用变压器启动电动给水泵。不考虑一台机的汽动给水泵及厂变同时故障的极端情况，运行方式避免备变工作时投入电动给水泵。
9、本方法的进一步改进在于，所述不同运行工况包括正常工作工况、重负荷工作工况和轻负荷工作工况。
10、本方法的进一步改进在于，所述正常工作工况条件为a)400kv母线电压为系统额定电压的90％～110％；b)主变压器有载调压开关(oltc)不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关(oltc)投入使用；c)高压厂内各段工作母线接各自正常工作状态的电负荷；d)发电机功率因数处于0.8滞后～0.95超前。
11、本方法的进一步改进在于，所述重负荷工作工况条件为a)发电厂接入系统的高压母线运行在最低母线电压90％；b)主变压器有载调压开关(oltc)不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关(oltc)投入使用；c)正常运行及备用的负荷全部由一台机的厂用工作段引接；d)电网系统短路容量取最小值。
12、本方法的进一步改进在于，所述轻负荷工作工况条件为a)发电厂接入系统的高压母线运行在最高母线电压110％；b)主变压器有载调压开关(oltc)不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关(oltc)投入使用；c)厂用工作段只带照明及部分暖通负荷；c)电网系统短路容量取最大值。
13、本方法的进一步改进在于，所述短路分析的条件为a)发电厂接入系统的高压母线运行在最高母线电压110％；b)主变压器有载调压开关(oltc)不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关(oltc)投入使用；c)厂内各段工作母线接各自正常工作状态的电负荷；c)电网系统短路容量取最大值。
14、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
15、1.火电行业标准中发电厂系统计算较为繁琐，需要综合各种设备参数后通过反复调整设备容量、阻抗等参数来对系统内的短路水平、母线电压进行重复计算，计算工作量大，且效率较低，本专利采用的etap软件计算过程简单，易于操作使用，大大提高了设计人员的工作效率，便于工程应用及推广。
16、2.本专利采用etap软件中的牛顿-拉夫逊法进行潮流分析，软件计算包含了变压器、电缆等设备导体的功率损耗，计算过程更严谨，误差较小，依据工程选取具有参考意义的几种典型运行工况，校验母线电压的波动，通过仿真分析得出了各级母线及主设备的有功功率、功率因数等参数，计算准确性高，仿真结果更贴近工程实际。
17、3.通过etap软件进行短路分析计算，同我国当前普遍使用的实用计算法相比，iec60909算法简单，易于操作，并且整体上iec计算结果偏于安全，提高了设备选型的可靠性。我国颁布的gb/t 15544(三相交流系统短路电流计算》国家标准也是采用iec60909(1988)标准，国家标准也是倾向于采用iec算法。在以后工程中可利用etap软件中的iec算法计算短路电流。通过软件的仿真计算，可优化发电厂内设备的选择，节省投资金额，节约成本，经济适用，经济效益显著。
18、4.仿真过程中各主要设备的状态参数，比如功率、启动电流、电动机及各母线电压都可以通过软件的输出曲线查看。本专利以实际工程项目为研究对象，实践和操作性较强，基于etap软件对发电厂电气工程设计中关键的计算进行全面系统的仿真，与传统依据国标及行业标准的计算方法相比，切实提升了设计质量，软件计算结果得到了普遍的认可。
技术特征：1.基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，燃煤机组发电厂的设备包括：
3.根据权利要求2所述的基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，所述不同运行工况包括正常工作工况、重负荷工作工况和轻负荷工作工况。
4.根据权利要求3所述的基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，所述正常工作工况条件为：a)400kv电压母线为系统额定电压的90％～110％；b)主变压器有载调压开关oltc不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关oltc投入使用；c)高压厂内各段工作母线接各自正常工作状态的电负荷；d)发电机功率因数0.8滞后～0.95超前。
5.根据权利要求3所述的基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，所述重负荷工作工况条件为：a)发电厂接入系统的高压母线运行在最低母线电压90％；b)主变压器有载调压开关oltc不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关oltc投入使用；c)正常运行及备用的负荷全部由一台机的厂用工作段引接；d)电网系统短路容量取最小值。
6.根据权利要求3所述的基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，所述轻负荷工作工况条件为：a)发电厂接入系统的高压母线运行在最高母线电压110％；b)主变压器有载调压开关oltc不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关oltc投入使用；c)厂用工作段只带照明及部分暖通负荷；c)电网系统短路容量取最大值。
7.根据权利要求3所述的基于etap软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，其特征在于，所述短路分析的条件为：a)发电厂接入系统的高压母线运行在最高母线电压110％；b)主变压器有载调压开关oltc不工作，主变压器分接开关位置均在主分接位置，高压厂用分裂变压器有载调压开关oltc投入使用；c)厂用工作段只带照明及部分暖通负荷；c)电网系统短路容量取最大值。
技术总结本发明公开了基于ETAP软件的燃煤机组发电厂潮流、短路仿真方法，属于火力发电厂技术领域，包括S1、ETAP对燃煤机组发电厂的设备建立单线图模型；S2、根据不同运行工况对单线图模型进行潮流分析，以获得母线的电压波动以及有功功率、无功功率值；S3、采用等效电压源法对输入设备参数后的单线图模型进行短路分析，以获得短路电流结果值、从而确定设备短路水平要求值；采用ETAP对不同的运行工况进行仿真分析，计算准确性高，大大提高了设计人员的工作效率及设计质量。
技术研发人员：张红燕,李杰,王杰,吕海勇
受保护的技术使用者：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司
技术研发日：技术公布日：2024/1/15