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时间:2020-03-17
《系统安全与辅助服务电力市场与输电网络.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在PPT专区-天天文库。
1、第五章系统安全与辅助服务1引言2辅助服务的需求描述3辅助服务的获取4辅助服务的购买一、引言电力系统运行的安全性:是指应付各种可能的扰动以保持电力系统持续、可靠、优质运行的能力,保证这一能力的手段在电力市场环境下被称为辅助服务。辅助服务市场:又称为不平衡市场,顾名思义,就是提供规定条件(电压、频率)下维持供电与需求间实时平衡服务的市场。这一差值是电力市场所有参与者所固有的不确定性决定的。辅助服务的类型:(1)电压、频率、联络线功率等的调节(Regulation),--自动发电控制(AGC)--自动电压控制(AVC)(2)旋转备用(SpinningReserve),
2、10分钟以内来自在线机组或邻近系统支援的快速响应;(3)非旋转备用(Non-SpinningReserve),10分钟以内来自离线机组、可中断负荷,或邻近系统支援的快速响应;(4)替代备用(ReplacementReserve),60分钟以内来自在线或离线机组、可中断负荷,或邻近系统支援的响应;(5)电压支撑(VoltageSupport),正常或故障情况下为维持电压水平所需要的无功功率调节能力;(6)黑启动(BlackStart),经历局部或全部系统瘫痪时可自启动的电源容量。不平衡量有三个元素:快速的随机波动,缓慢的周期变化,突然的大幅偏差电力系统特性决定了辅助
3、服务在电力市场运营中必须是统一、计划、协调地进行。它是电力商品市场必要且充分的补充,如何在其中引入竞争机制,是电力市场机制复杂性的根本。二、辅助服务的需求描述1、电力系统安全性的防御电力工业运营机制无论发生什么变化,保证电力系统运行于一定的安全水平上是不可忽视的问题。2、有功功率的平衡问题有功功率平衡的控制主要对应频率的控制频率调节一次调节:利用发电机的调速装置,按设定的调差特性,只要机组不满载都可进行的自动调节,响应时间大约为几秒至几十秒,只能解决微小负荷扰动引起的频率偏移;二次调节:利用调频器来改变静态频率特性的工作设置点,动作于汽门或水门,只要容量充足可以实
4、现无差调节。二次调节可由人工控制实现,也可由自动装置实现(LFC),响应时间大约为1~2mins。若按一定的控制准则将多个LFC集中统一的进行频率的自动控制,则称为AGC。AGC可解决较大负荷变动引起的频率偏移,及联络线功率偏移的问题。三次调节发电机和负荷的单位调节功率均为25MW/Hz,系统稳定在O点。当负荷突然增加20MW时,负荷的频率特性曲线由上升为,此时,当只考虑一次调频,由于发电和负荷的一次调节作用,系统最终将稳定在点运行,此时频率下降到49.6Hz,实质上相当于负荷增加了10MW,这是有差调节带来的结果。当考虑二次调节,即发电机增发10MW,同时再加上
5、一次调节的作用,发电机频率特性将由上升到,最终系统稳定在点,频率下降为49.8Hz。显然,如果发电机直接增发20MW,即可实现无差调节。例:1995年8月15日12:25:30,1220MW发电功率突然从英国电力系统解列,该系统有65GW装机容量,但没有与其它系统进行互联。一次调节响应必须在10s内完成并持续20s,在达到49.5Hz的规定极限频率前,频率停止降落则一次响应成功二次调节响应必须在30s内完成并持续30min,二次响应促使系统频率趋于正常,图中12:29:20启动的燃气轮机产生了图右侧的频率上升。3、无功功率的平衡问题(1)无功不平衡的危害用电设备异
6、步电动机各种电热设备照明家用电器电力系统本身电压降低,会使网络中功率损耗加大,还有可能危及电力系统运行的稳定性;电压过高,各种电器设备的绝缘性能会受到损害,在特、超高压电网中还将增加电晕损耗等。(2)无功支持的价值无功支持服务的价值在于,当系统处于紧急状态时可通过注入无功功率防止电压崩溃。用潮流计算程序可以粗略地计算出为了避免设备故障停运后出现的电压崩溃,需要向系统注入多少无功功率。一条线路停运,自母线B注入无功功率事故前,有功损耗为0.8MW,母线A处的发电机吸收线路产生的无功2.6Mvar。事故发生后,虽然有功损耗只增加了1.2MW,但是无功损耗增加到了159
7、Mvar。为了防止电压崩溃,两台发电机都必须向剩下的那条线路注入无功功率。4、电力系统的动态问题电力系统的动态问题:大扰动后电力系统的稳定问题,小扰动后电力系统的静态稳定问题,以及电力系统的低频振荡问题。5、系统恢复整个系统崩溃后,系统运行员必须保证任意时刻都能提供足够的储备电源保证系统迅速恢复,这项辅助服务称为黑启动能力(BlackStartCapabilty)。有些机组(如水轮机和小型燃油机组)能手动重启或用储能电池重启。三、辅助服务的获取处理辅助服务有两种机制强制性的提供辅助服务,通过市场机制来提供辅助服务。从经济学角度看,两种机制各有优劣。再者,辅助服务机
8、制的选择不
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