基于修正区域控制偏差的多区域协同控制技术

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1、第４１卷第１期２０１７年１月１０日Vol．４１No．１Jan．１０,２０１７DOI:１０．７５００/AEPS２０１６０６０８０１４基于修正区域控制偏差的多区域协同控制技术(一)驱动、现状与发展建议谈超１,２,戴则梅１,２,滕贤亮１,２,高宗和１,２(１．南瑞集团公司(国网电力科学研究院),江苏省南京市２１１１０６;２．智能电网保护和运行控制国家重点实验室,江苏省南京市２１１１０６)摘要:随着电网运行环境日趋复杂,各区域间相互影响不断加深,通过多区域协同控制技术实现区域间备用共享、提升区域协同控制水平已成为国内外的研究热点.文

2、中阐明了协同控制的具体概念和驱动力,介绍了国内外相关应用技术的基本控制结构;从电网频率和联络线功率两个控制目标,分别介绍了目前协同控制应用技术的现状;在评述各种方法的基础上,提出了目前存在的主要问题,并展望了可能改进的方向.关键词:区域控制偏差;协同运行;备用共享;区域协作０引言实现多区域的协同控制,提升各调度间的协调[７]控制水平已成为国内外电网的发展趋势,但目前将电力系统的频率偏差控制在一定范围内对于缺乏对该方面相关技术的归纳与总结.本文通过国电力系统的安全运行具有重要意义.在正常情况内外多区域协同控制技术驱动和现状的介

3、绍与分下,通常采用自动发电控制(automaticgeneration析,研究不同国家的多区域协同控制技术,为完善中control,AGC)来调整频率,防止一次调频衰减以后国的多区域协同控制策略提供借鉴.[１]频率的二次跌落,使得频率偏差能够尽快恢复至[２]可接受的范围内.１多区域协同控制技术的驱动力在传统的分区有功平衡模式下,区域间的功率１．１电网频率和联络线功率控制现状支援主要通过控制性能评价标准(control如图１所示,当系统发生扰动后,传统的频率调[３]performancestandard,CPS)的考核来实现,

4、但节过程可分为一次、二次和三次调频.CPS中的CPS２指标不能完全发挥电网互联的优[４])L势.更为重要的是,随着可再生能源发电规模的ANAN()AN继续增大及负荷变化不确定性的增强,单一区域很(5)()难通过协调本地的常规机组来维持有功功率平[５]衡.B9(5)MAGC4区域有功功率平衡的程度通常是由区域控制偏()差(areacontrolerror,ACE)来量度,但由于其计算K中包含对外联络线净交换偏差,所以区域间的联络NE(5)线潮流偏差调整通常认为是AGC的控制目标之图１故障发生后

5、一次、二次和三次控制时序轴Fig．１Timelineforprimary,secondaryand一.但ACE只能关注于整个区域对外净交换偏tertiarycontrolperiodafteradisturbance差,单一联络线走廊或者单条联络线的潮流控制目标无法具体体现.因此,区域间联络线潮流控制需一次调频为秒级控制手段,当频率跌落到一定[６]要上下级多个控制区多方协调.阈值以下时,并网机组的调速器会自动动作以稳定系统频率;当故障较为严重时,还会执行紧急减负荷收稿日期:２０１６Ｇ０６Ｇ０８;修回日期:２０１６Ｇ１０Ｇ１７

6、.控制[８].然而,一次调频不能将频率恢复到额定值上网日期:２０１６Ｇ１１Ｇ３０.附近,还需要二次调频作用.二次调频通常称为国家电网公司科技项目“特高压区域电网大功率缺失下频率AGC,其目的在于尽快将频率恢复到额定值,并将协调控制关键技术研究与应用”.８８谈超,等基于修正区域控制偏差的多区域协同控制技术:(一)驱动、现状与发展建议区域联络线口子偏差控制在正常范围内;若频率偏区域在极端气象条件下的调整压力日益增大,如差达到AGC的退出限值,则AGC功能挂起,由调２０１５年３月２０日发生在欧洲的日食,部分地区的[１５]度员进行人

7、工调整.此外,在二次调频阶段消耗的备用容量难以满足有功平衡的需求.备用容量需要在三次调频阶段通过修改机组的发电综上所述,在当前国内外电网的新形势下,仅靠计划或者负荷控制手段予以恢复.局部区域的调控手段难以满足控制需求,以及运行一般情况下,当某些断面潮流越限时,一种方法控制的全局最优,需要增加区域合作,实现协同是暂停AGC功能使机组出力保持不变,等待人工控制.[９]处理;还有一种方法是将AGC和安全约束调度[１０]２多区域协同控制技术(securityconstraineddispatch,SCD)相结合,计算相应机组或者机组

8、群的调整量.除了调整机组和２．１实现方式负荷,采用机械式移相器来控制线路潮流也在国外目前,国内外的多区域协同控制技术大多通过[１１Ｇ１２]电网中得到广泛应用.修改ACE的方式,改变各区域承担的控制责任、附[１６]１．２实现多区域协同的驱动力加的调节任务和控制区边界等作用.这类技术无论是传统