换位器用备用管理工具确保新西兰国家电网的可靠性

挑战

计算确保新西兰国家电网在发电机故障时能够继续运行所需的备用电量

解决方案

每30分金宝app钟使用Simulink运行整个电网的模拟,包括发电机、负载和HVDC链路

结果

  • 关键更新快速实现
  • 利用真实数据进行仿真验证
  • 更新了内部

“我们记录网格上的频率,将它们注入我们的Simulink模型,并将模拟结果与实际系统响应进行比较。金宝app通过Sim金宝appulink,我们可以不断校准和改进我们的模型,并最终提高我们的储备估计的准确性。“

Heidi Heath,Transpower
转座公司本莫尔变电站附近的输电线路。

转位公司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、农业和国内电力用户提供电力。转座机必须平衡负载和发电,以保持电网的频率在50hz。如果一台发电机发生故障,必须在几秒钟内提供来自其他发电机的电力,以抵消损失,并确保系统频率不会下降到无法恢复的水平。

因为保持储备的产生功率昂贵,因此必须精确地计算确保网格在既定的风险公差内所需的最低储备。

为了满足这一需求,Transpower在MATLAB中开发了储备管理工具(RMT)®和仿真软金宝app件®。RMT包括整个网格的复杂模型,包括新西兰两个主要岛屿之间的发电机,负载和高压直流(HVDC)链路。基于最新网格信息的模拟每半小时运行,以确定当前所需的储备。

“转座机有两个指令。一个是通过可靠地运行电网来确保灯保持亮着,另一个是要做到这一点经济,”转座公司的调查工程师海蒂·希思说。通过使用真实数据进行Si金宝appmulink模拟,我们不仅可以更好地权衡成本和可靠性,还可以在改善服务的同时降低成本。”

挑战

在过去,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动步骤并运行几个支持脚本。金宝app该系统缺乏灵活性,使得新发电机上线后很难安装。转座机需要一种储备管理工具,它可以随着电网的变化而迅速更新。

“随着时间的推移,我们需要遵守越来越复杂的规则来处理偶然事件,并且成本压力增加了更准确地估计所需保留的必要性,”希思说。“我们预计添加更多的发电机,以及更改HVDC链接。我们需要一个我们可以在内部调整的工具,以便我们不需要等待第三方公司进行这些变化。“

解决方案

使用MATLAB和SIMULINK金宝app,Transpower建立了一个新的RMT来模拟并模拟新西兰的整个国家网格。

转座机的工程师创建了风力、水力和地热发电厂的MATLAB和Simulink模型,金宝app这些发电厂构成了电网上的大部分发电机。单个设备模型使用输入频率和比例积分导数(PID)控制器来计算输出功率。PID控制器增益通过控制系统工具箱™进行调整。

为了开发更先进的联合循金宝app环热电厂的Simulink模型,转座机使用了运行电厂的公司提供的方框图和测试数据。

工程师还开发了30多个中断和不可中断负载的模型,分布在全国两个主要岛屿上,以及连接岛屿的HVDC链接。

工程师们在Simuli金宝appnk中组装了一个完整的电网模型,其中包括负荷模型、高压直流链路模型和大约80个发电机模型。

使用MATLAB Compiler™和Simulink金宝app Coder™,团队创建了一个独立的可执行的完整模型。转位器IT团队将该模型与调度价格调度(SPD)工具集成,该工具用于以最低价格获取所需的储备。

新的RMT工具目前每30分钟运行一次,以计算所需的预留量。

结果

  • 关键更新快速实现。希思说:“当增加一个新的发电机或电网发生其他变化时,我们需要快速更新RMT。”“在过去的一年里,我们在Simulink中进行了18次这样的更新,如果使用我们基于电子表格的系统,这些金宝app更新会更加困难,也更不准确。”

  • 利用真实数据进行仿真验证。“当发生系统事件时,我们可以使用测量数据驱动我们的Simulink模型,了解RMT预测结果是金宝app否准确,并验证发电机是否按预期响应,”Heath说。“这种方法使我们能够提高我们的电网模型和个人发电机型号的准确性,并有助于我们识别可能的电网改进。”

  • 更新了内部。“有了MATLAB和Simulin金宝appk,我们可以利用自己的专业知识对系统进行更改,而不必依赖于外部供应商,”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。”

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