转座器通过储备管理工具确保新西兰国家电网的可靠性

挑战

计算需要多少备用电力,以确保新西兰国家电网可以继续运行,如果发电机故障

解决方案

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

结果

  • 迅速实施重要更新
  • 模拟验证使用真实数据
  • 更新了内部

“我们记录网格上的频率,将它们注入到我们的Simulink模型中,并将仿真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,最终提高我们储量估算的准确性。”

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

转座公司拥有并经营新西兰国家电网,这是一个向工业、商业、农业和家庭用电用户输送电力的高压输电网络。转座器必须平衡负载和发电,使电网频率保持在50赫兹。如果一台发电机发生故障,必须在几秒钟内从其他发电机提供电力,以抵消损失,并确保系统频率不会下降到无法恢复的水平。

由于保留已产生的电力储备成本高昂,转座器必须精确计算出所需的最低储备,以确保电网在既定的风险承受范围内的可靠性。

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包括一个复杂的整个电网模型,包括发电机、负荷和新西兰两个主要岛屿之间的高压直流(HVDC)连接。基于最新的网格信息的模拟每半个小时运行一次,以确定当前需要的储备。

“转座器有两个指令。一个是通过可靠地运行电网来确保电灯一直亮着,另一个是经济地这样做,”转座公司的调查工程师Heidi Heath说。“通过使用真实数据驱动S金宝appimulink模拟,我们不仅能更好地权衡成本和可靠性,还能在提高服务质量的同时降低成本。”

挑战

在过去,转座使用电子表格来计算所需的最低准备金。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这个系统缺乏灵活性,使得新发电机上线时很难整合到一起。转座需要一个储备管理工具,可以随着电网的变化而迅速更新。

希思说:“随着时间的推移,我们需要遵守越来越复杂的规则来处理突发事件,而成本压力增加了更准确地估计所需储备金的需求。”“我们预计会增加更多的发电机,并对HVDC线路进行修改。我们需要一个可以在内部调整的工具,这样我们就不需要等待第三方公司来做出这些改变。”

解决方案

利用MATLAB和Simulink金宝app搭建了一个新的RMT来模拟和模拟新西兰的整个国家电网。

转座公司的工程师们创建了风能、水力发电和地热电站的MATLAB和Simulink金宝app模型,这些电站构成了电网上的大部分发电机。单个模型使用输入频率和比例-积分-微分(PID)控制器来计算功率输出。PID控制器增益调整使用控制系统工具箱™。

为了为更先进的联合循环金宝app热电厂开发Simulink模型,转座器使用了运行该电厂的公司提供的框图和测试数据。

工程师们还为分布在该国两个主要岛屿上的30多个可中断和不可中断负载开发了模型,以及为连接岛屿的HVDC连接开发了模型。

在Simulink中,金宝app工程师们组装了一个完整的电网模型,包括负载模型、高压直流线路模型和大约80个发电机。

使用MATLAB编译器™和Simulink编码器™,团金宝app队创建了完整模型的独立可执行文件。转座IT团队将该模型与一个调度价格调度(SPD)工具集成在一起,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,以计算所需的储备金。

结果

  • 迅速实施重要更新。希思说:“当添加了新的发电机或电网发生了一些其他变化时,我们需要迅速更新RMT。”“在过去的一年里,我们在Simulink中做了18次这样的更新,如果用我们基于电子表格的系统,这些更新金宝app会更困难,也更不准确。”

  • 模拟验证使用真实数据。Heath说:“当系统事件发生时,我们可以用测量数据驱动Simulink模型,看看RMT是否金宝app准确地预测了结果,并验证发电机的响应是否符合预期。”“这种方法使我们能够提高我们的网格模型和单个发电机模型的准确性,并帮助我们确定可能的网格改进。”

  • 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来改变系统,而不必依赖外部供应商,”Heath说。“因此,我们完全控制更新何时完成,以及控制敏感数据。”