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1、电力系统自动化期末作业题目：用区域控制误差ACE建立两区域系统的仿真框图专业：姓名：学号：指导教师：杨晶显7一、引言随着特高压电网的建设，国家电网的核心互联区将形成有多个层级联络线功率控制主体的局面。联络线功率控制中“控制主体”和“控制区”两个概念之间有区别也有关系。“控制主体”是指各级电网的调度机构(主要是省级及以上调度机构),他们在联络线功率控制中承担了一定的责任,发挥了一定的作用;“控制区”是指以电气设备为边界划定的电网区域(在电气连接上可以完全连通,也可以互不连通),在满足区域边界上送/受电要求的同时,负责区域内供用电平衡,并且要协助上级互联电网进行联络线功率
2、控制。一个控制主体对应一个控制区。一个控制区的供用电平衡计划的制定和实时控制由一个控制主体独立完成。这是最常见的情况。多个控制主体对应一个控制区。一个控制区的供用电平衡计划的制定和实时控制由一个控制主体为主、多个控制主体协同配合完成。这种情况主要发生在由多个控制区合并成的单一控制区。一个控制主体不对应任何控制区。一个控制主体如不负责所管辖范围的电网供用电平衡计划的制定和实时控制,那么,该管辖范围的电网就不是一个控制区。这种情况往往发生在层级较高的控制主体中,如目前我国的国家电力调度通信中心和北美的部分区域电网安全协调中心。一般不存在一个控制主体同时对应多个控制区的情况
3、,但存在多个控制区同时委托一个控制主体进行运行控制的可能性。国际上存在因节省控制系统建设投资或多个控制区向单一控制区过渡等原因,多个控制区同时委托其中一个控制区或上级控制主体进行实时运行控制的情况。二、问题提出两区域系统通过一联络线连接，参数见表1，基准容量为1000MVA，用区域控制误差ACE建立两区域系统的仿真框图。并求每个区域的频率和功率响应，两个区域的额定功率为60Hz。表一：区域号12调差系数R1=0.05R2=0.0625负荷δ系数δ1=0.6δ2=0.9惯性常数H1=5H2=47基准功率1000MVA1000MVA调速器时间常数τg1=0.2sτg2=0
4、.3s汽轮机时间常数τT1=0.5sτT2=0.6s三、仿真模型的建立及仿真结果图1为SIMULINK仿真框图，调节积分增益以获得满意的响应特性。若KI1=KI2=0.3，可得仿真结果图2所示。在MATLAB中画出标幺值功率偏差阶跃响应曲线如图3所示。从图2可以看出，当时间大约为20s时，频率偏差为零，同样在图3中可以看出，联络线功率偏差为零，区域1负荷的增加等于区域1发电机功率的增量ΔPm1.图17图2频率偏差响应图3功率偏差响应四、总结：在互联电网中,必须组成若干控制区才能进行联络线功率控制的协调配合。在存在多个层级的联络线功率控制主体的情况下,上下层级的控制主体
5、之间的基本配合方式有3种:对等控制区方式、主子控制区方式、单一控制区方式。这3种配合方式可以用“扫雪”的模型来描述。7(1)对等控制区方式可以用分区包干扫雪的模型来描述。上级机构只是在给下级机构一次性分配任务(划定扫雪包干区)和对下级机构任务完成情况进行评价时发挥领导作用。另外,上级机构还要完成自身包干区的扫雪任务,在此时,他们以平等的扫雪者的身份出现。在对等控制区方式下,上级控制主体除了规范和评价下级控制主体的联络线功率控制行为外,可以与其直接调度的发电厂和直供的负荷区(如果有的话)构成一个独立的控制区,负责本区的联络线功率控制任务(就像完成自身包干区的扫雪任务一样
6、)。在对等控制区方式下,由于没有一个控制主体对讨论中的上级控制主体管辖的整个电网对外的联络线功率控制负责,因此,像扫雪包干区的划分一样,控制区的划分必须清晰、不留死角，各控制区需要很好地完成自身的任务,并且协调配合,才能较好完成整个电网的联络线功率控制任务。(2)主子控制区方式可以用“有机动队伍的分区包干扫雪”的模型来描述。上级机构除了给下级机构一次性分配任务(划定扫雪包干区)和对下级机构任务完成情况进行评价外,还领导了一支机动队伍,负责对被遗忘的角落及包干区中未完成的扫雪工作,显然,上级机构对管辖区域内的扫雪工作负总责。同样,在主子控制区方式下,上级控制主体除了规范
7、和评价下级控制主体的联络线功率控制行为外,还控制其直接调度的发电厂来负责所管辖电网的联络线功率控制。就理论而言,对整个电网的联络线功率控制效果来说,主子控制区方式应该优于对等控制区方式,但也会带来一些问题,如:上级控制主体直接调度的发电厂容量达到多少才能满足负责所管辖电网的联络线功率控制要求的问题,上、下级控制主体的控制行为互相影响的问题,主控制区ACE的频率响应系数如何设定的问题等等。(3)单一控制区方式可以用“扫雪队伍统一调配”的模型来描述。扫雪队伍统一调配可以有两种方法,一是人员统一调配,上级机构直接给参与扫雪的人员下达任务;二是下级机构对队伍
