重要节日电视机功耗对电网频率影响及控制策略的实证研究

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1、输配电（负荷预测专栏）第42卷第9期中国电力Vol．42，No．9第920期09年9月宋雨虹等：重要节日电视机功耗对电网频率影响及控制策略的实证研究ELECTRICPOWERSep.2009重要节日电视机功耗对电网频率影响及控制策略的实证研究宋雨虹1，罗玮1，王长瑞1，梁吉2，殷庆铎1（1.华北电力科学研究院有限责任公司，北京100045；2.华北电网有限公司电力调度通信中心，北京100053）摘要：针对重要节日收视节目一致性较强的特点，提出电网调度运行精益化管理的新思路。分析系统频率控制的基本原理，论述抽水蓄能机组和燃气轮机机组对频率调整的作用。介绍通过电视机功

2、耗测试对北京奥运会开幕式期间的电网负荷波动幅度进行预测并提出频率控制策略的系统运行实例，结果反映了基于电视机功耗测试的电网负荷波动预测及相应频率控制策略的必要性和有效性。关键词：电网；频率控制；电视机功耗；负荷波动预测中图分类号：TM714文献标识码：B文章编号：1004-9649（2009）09-0039-05变化后能否回复到额定频率，在尽量少切负荷条件0引言下保持电力供需平衡的能力［3］。系统稳态运行时，全网出力和负荷（含线损）是平衡的，每台发电机机械频率是电力系统运行最重要参数之一，将系统转矩（Tm）等于电磁转矩（Te）：频率变化控制在一定范围内是确保电网稳

3、定运行的Tm=Te（1）有效手段［1］。在一般工作日和节假日，由于用户收视设发电机均以同步角速度ω旋转，则相应各电0差异性较大，分布在各处的电视机功耗变动可在一气量的频率为f=ω/2π。当系统供需不平衡时，在每00定程度上相互抵消，对电网频率影响较小；然而重要台发电机上出现不平衡和转速的变化为：节日用户收视的一致性较强，电视机功耗波动的累!ΔT=Tm-Te（2）积值对电网频率的影响不能被忽略。建国50周年天Δω=ω-ω0安门阅兵时，由于歼击机群冲向天空导致电视机亮图1所示为电力系统综合的功率—频率静态特度增大所造成的全国电网频率瞬时下降就充分验证性，图中AGC为自

4、动发电控制；L（f）为有功负荷与了这一点［2］。频率的关系；G（f）为出力与频率的关系［4］。0因此，基于重要节日用户收视节目一致性较强的考虑，电视机功耗特性对于电网负荷乃至系统频率控制显得尤为重要。文章分析了电网频率控制的基本原理，重点论述了抽水蓄能机组和燃气轮机机组在系统频率控制中的特殊作用；通过电视机功耗测试对北京奥运会开幕式期间的电网负荷进行变动幅度预测，并提出频率控制方案。系统运行实例反映了基于电视机功耗测试的电网负荷波动预测及相应频率控制策略的有效性和必要性，这也为电网调度运行的精益化管理提供了一种新的思路。1电网频率控制原理1.1基本原理a点表示系统

5、供需平衡，当电网出现扰动时，如系统频率稳定是指系统受到干扰导致频率发生负荷特性曲线变为L2（f），发电特性曲线仍为G0（f），收稿日期：2009-06-10作者简介：宋雨虹（1973—），女，黑龙江哈尔滨人，高级工程师，从事电能计量技术研究。E-mail:song.yuhong@ncepri.com.cn39输配电（负荷预测专栏）中国电力第42卷电网稳态运行点移至b，系统频率下降Δf，这就是1电网自然频率特性。一次调频是指利用系统固有的负荷频率特性，及发电机调速器的作用，来阻止系统频率偏离标准。此时发电特性曲线变为G1（f），电网稳态运行点移至c，系统频率下降Δf

6、。其优点是机组调整只与系统2频率一个参量有关，机组之间互相影响小，但不能实现对频率的无差调整。二次调频是指发电机组在AGC的作用下变化调频要求，并通过功率控制回路实现一次调频要求。并网发电机功率，使发电特性曲线变为G2（f），稳态PID的作用使其入口偏差为0，从而得到：运行点移至d，使电网频率恢复到f（50Hz）。二次Δf0P+-P=0（5）0e调频实现了频率的无差调整，但不能调整快速的负p荷随机波动［5］。ΔfΔfe==（6）pP-PΔP1.2抽水蓄能机组的功率-频率控制0抽水蓄能机组通常是采用频率-功率成组调节图3下部是燃气轮机的功率控制回路，当功率装置，按水

7、位调节装置实现功率控制功能。其结构如定值变化时，通过前馈和PID的调节作用，使燃料图2所示。水轮发电机的功率和频率是同一个控制量快速变化，可见只要功率定值与电网调度的AGC回路，调速器的控制回路根据功率和频率的偏差改功率指令相连，就能实现电网二次调频功能。变水轮机的导叶，实现机组的频率和功率调节［6］。1.4频率控制指标1.4.1区域控制偏差（ACE）区域控制偏差由联络线交换功率与计划功率的偏差和系统频率与目标频率偏差2部分组成，包括无意交换电量和时差校正，反映了区域内发电与负荷的平衡情况。PACE=［Pt-（ΣPI（0）-PΔI（0））］-10B（f-f0+Δf

8、0）（7）