区域电网独立运行暂态稳定分析和控制策略分析

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1、万方数据华北电力大学硕士学位论文区域电网能够在受到大扰动后为保证正常稳定运行，相应的稳控措施研究就很有必要。本文基于具体的某大型企业电力系统独立运行来讨论响应的稳控措施。区域电网一般有三种有功功率调节控制策略：1)定频率控制该控制策略的控制调节的目标是系统频率的偏差为零，区域电网系统有功功率的调节按照系统频率的偏差来调节，当系统频率偏差为零时，有功功率调节才逐渐退出。这种控制调节方式很适合独立电网或大电网的主网。2)定联络线功率控制定联络线功率控制策略调节的目标是联络线上传输功率的变化值为零。区域电网系统有功功率平衡的调节按照联络线

2、功率的变化量来调节。在相连接的区域电网之间，这种控制方法既影响本区域有功调节，又影响相邻区域电网的有功调节。3)联络线功率偏差控制这种控制策略的目标是区域控制偏差ACE为零，区域电力系统有功功率调节按照ACE为零来调节。区域电网控制偏差ACE既和频率变化量有关又和联络线功率变化量有关。ACE综合考虑了区域电网发电机组和负荷的频率调节性质。通过整定ACE的值，可以有效判断出负荷波动发生地点，及该区域电网是否参加当前负荷波动的调节。1．2国内外研究现状国内对电力系统区域电网稳定运行的研究主要是从两方面深入，一方面是基于仿真进行分析研究；

3、另一方面是根据实际操作经验总结分析研究【卜6】。国外的对电力系统稳控的研究各有特色。如俄罗斯采用中央控制和局部控制相结合的电力系统控制；由九大公司组成的日本电网，由于各个公司的要求，每个公司所管辖的电网故障时不应波及其他公司管辖的电网，这对本课题的研究有参考价值；美国电力系统也是由多家电力公司运行，各个公司之间的协调配合对整体电网正常运转很重要；欧洲国家问的电网联系也是很紧密的，各个区域电网间如何能保证协调运行及相应的稳控策略，给我们很好的借鉴。文献[7]总结了几个地区电网因各种不同原因形成孤网的情况，如张家口发电厂应暴雨导致联络变

4、压器跳闸，致使小区域电网与主网解列形成孤网，后因调速系统响应滞后、中压调速汽门未能打开导致发电机出力下降，系统频率降低，触发过激磁保护而使发电机跳闸；贵阳南部电网因故障形成孤网，出现了万方数据华北电力大学硕士学位论文高频不稳定现象且造成系统持续振荡；2008年冰灾期间，贵州、广西、云南的部分电网都出现了孤网运行情况，这均给国民生产生活造成不良影响。文献【8]提出了用于评估电网一次调频能力的指标PFCA，即仅在一次调频作用的情况下(没有二次调频作用时)，某段时间内负荷变化与电网频率的比值。在所推导出的表达式中体现了电网惯性时间常数(电

5、网中所有旋转惯量的储能会抑制电网频率的变化)和原动机的暂态延迟这两个暂态影像因素。文献【9】介绍了孤网频率暂态特性，文章对一次调频、二次频率进行分析，对低频减载、高频切机等稳控措施进行了简要总结，这对本论文有参考价值。文献【10]分析汽轮机超速保护控制(OPC)的动作原理与其对稳定的影响，主要讨论了对OPC的调节方案及其与高频切机的相互协调，这对电力系统高频问题的解决提出了一种详细的借鉴方法。文献[11]讨论了冲击负荷对电力系统运行的影响，提出对于受常规负荷和冲击负荷影响的元件强迫停运率的算法，为冲击负荷对系统的运行稳定有影响这一结

6、论提供理论依据，本论文依据此，着重讨论了冲击负荷对孤网运行频率暂态稳定的影响。1．3区域电力系统稳定区域电力系统稳定和大电网稳定一样有重要的意义。在区域电力系统中，当出现有功功率不平衡时，在频率变化的第一阶段，调速器及调频系统还没有动作，各发电机问的功率变动与负荷变化、功率变化发生地点和发电机的电气联系有关。这时原动机输入不变，各发电机根据增加或减少的负荷大小结合自身惯性常数而有不同程度的制动和加速。因此各发电机的瞬时频率是不同的，各发电机间的功率角发生变化，负荷便会在各发电机问进行进一步分配。这一阶段的平均频率将升高或下降，各发电

7、机间频率会发生振荡来均衡各发电机的瞬时频率[12-18]。区域电力系统有静态稳定性和暂态稳定性：1)静态稳定性是指如果电力系统受到小扰动后，能恢复到与受扰前相同或相近的运行状态。静态稳定性分析是以线性化的微分方程为对象的。2)暂态稳定性是指如果电力系统在受到大扰动后，能达到一种可以接受的稳定运行状态。采用非线性模型来描述电力系统暂态过程。还可以根据研究的对象分为：1)功角暂态稳定一一受到大扰动，系统有足够的同步功率来避免保证发电机问不会失步；2)电压暂态稳定一一受到大扰动后，系统母线电压既不会长时间地低于万方数据华北电力大学硕士学位

8、论文给定限值运行，也不会引起不受控的切负荷。3)频率暂态稳定一一包括频率暂态稳定性和频率暂态偏移的可接受性两方面[19-24]。1．3．2区域电力系统频率稳定本论文分析的区域电网的暂态稳定，主要以电力系统频率稳定作为研究对象。系统在低