电力系统频率调节技术

∆PT1(s)
1 s
Gp1(s)
2π T12
Σ
+ -
ACE2 = ∆P 2 + B2 ∆f 2 T
− Kl 2 ∆Pc2(s) S
a12
+
Σ
1 R2
-
GnT2(s)
1 (1 + sTn 2 )(1 + sTT 2 )
Gp2(s)
∆F2(s)
B2
+ Σ ∆PT2(s)
K p2 1 + sT p 2
∆PL2(s)
4、电网互联及联网的关键技术
一、电网互联的必要性和必然性
1、满足电力可持续发展和国家可持续发展战略需要。 2、有利于大范围的资源优化配置，推动西电东送，带动西 部经济发展。 3、…… 4、可以促进我国电力融入全球经济，使电力跟上全球经济 一体化趋势。
二、国外电网互联概况
按电网互联的功能和性质分三种： 统一电力系统：统一规划、建设和调度运行。 联合电力系统：协调规划，按合同、协议调度。 互联电网：大电网或国家之间以少量联接点联网。
1、控制负荷：低频减负荷装置；低频降电压装置（适用场 合：频率下降，系统有功功率缺乏的一侧）。
2、电力系统频率异常的控制
2、控制电源：低频自起动发电机装置；低频抽水改发电装置； 低频调相改发电装置；低频发电机解列装置（适用场合： 频率下降，系统有功功率缺乏的一侧）。 2、控制电源：高频切发电机装置；高频减出力装置（适用场 合：频率上升，系统有功过剩的一侧）。
) cos δ ij (∆ δ i − ∆ δ j（2 .8）
i j
∆ Pij = 2π Tij
(∫ ∆f dt − ∫ ∆f dt（2.9） )
n j =1 ij i j
最后取拉氏变换得：
∆P ∗(s) = ti
ωe
∑T ∗[∆F ∗(s) − ∆F ∗(s)](2.10) s
根据式（2.10）可以做出联络线的传递函数框图。
4、电网互联及联网的关键技术
三、我国电网概况和全国联网的基本格局
目前，除台湾电网，我国现有5个跨省区域性电网和南方4 省互联电网。 全国联网分两阶段：一是联网的初期阶段，目标在国内形 成南、中、北三大电网；二是最终全国性电网，预计 2015~2020 2015~2020年间实施。
四、联网效益
联网送电型：通过联网输送电力电量。 联网效益型：错峰效益、水火互补效益、水电和水火电补 偿调节效益、互为备用效益。
}(2.12)ຫໍສະໝຸດ 从上式可以看出，任一区域电力系统内负荷跃变时，自动控 制只有下列成立时调节才结束：
∆Pt1* + B1∆f1* = 0 ∆Pt 2* + B2 ∆f 2* = 0
调节结束，频率和功率变化量为零，这种结果正是联合电力 系统和有功功率自动控制的目标。
2、电力系统频率异常的控制
一、电力系统频率异常
五、联网关键技术
大容量交/直流输电技术；灵活交流输电系统(FACTS)技术； 大电网互联的运行控制技术；电力系统分析和仿真技术。

山东大学威海分校 2010年10月 年 月
1、电力系统频率调整
2、没有频率和有功功率自动控制的情况，虚线部分不起作用
∆Pt1 ∗ P e = −∆Pt 2 ∗ P2e 1 ⇓ a12 = − P e P2e 1 ∆Pt1∗ = − 1 1 ∆f ∗, ∆Pt 2 ∗ = − ∆f ∗ (2.11) R1 ∗ R2 ∗
将式（2.11）代入式（2.3）则有：
3、数字电力系统
二、数字电力系统的作用
管理和决策的科学化 安全稳定性实时评估和改善 经济运行策略制定和实行
三、基础性研究
整体稳定性测度论 稳定性在线实时评价方法体系 混杂系统的多目标优化调度理论
四、硬件支撑
数字电力系统需要硬件来支持，并需要超大规模的PC机 网络。原因有二：第一，PC机价格便宜，比专用芯片便 宜很多。第二，这样一个超大规模的PC机网络已由清华 大学计算机系研制成功。有了硬件支持，再提出数字电力 系统，具有更高的可行性。
1、频率异常是指在电力系统发生事故时，由于突然造成的 有功功率严重不平衡而引起的频率大幅度变化。 2、导致有功功率突变的直接原因有： 两个系统之间联络线因故障跳开，使两侧有功功率有盈有 亏，都失去了平衡。 系统内有大机组突然故障退出运行，而旋转备用不足。 系统内有大机组投入。
二、电力系统常规频率异常控制装置
1、电力系统频率调整
二 B1 区 + 域 ∑ 系 + 统 频 α 12 率 特 + 性 ∑
+
1 R1
∆PL1(s)
− Kl1 S ∆Pc1(s)
+
ACE = ∆P 1 + B1∆f1 1 T
Σ
-
GnT1(s)
(1 + sT n1 )(1 + sTT 1 )
1
+ Σ
-
∆F1(s)
K p1 1 + sT p1
通过拉氏变换后得：
2W kie ∆ PTi ∗ (s ) − ∆ PLi ∗ (s ) = s + K Li f e 1 2W kie ⇓ K Pi = , T Pi = （2 . 4） K Li K Li ∗ f e G Pi (s ) = K Pi （2 . 5） 1 + sT Pi ∗ ∆ Fi ∗ (s ) + ∆ Pti ∗ (s ) 2 . 3） （
1、电力系统频率调整
功率平衡关系式：
∆P − ∆PLi = Ti dW ki + KLi∆fi + ∆P (2.1) ti dt
2 2
f f + ∆fi ∆f Wkie ≈ 1+ 2 i Wkie 2.2） ⇓Wki = i Wkie = e （ f f fe e e
− − 1 ∆f * −∆PL1* = K L1 * ∆f * +∆Pt1* R1 ∗ 1 ∆f * −∆PL2 * = K L2 * ∆f * +∆Pt 2* R2 *
整理得：
∆f * = − ∆ PL 2* − a12 ∆ PL1* β ∆ P − β 2* ∆ PL1* , ∆ Pt 1 = 1* L 2* β 2* − a12 β 1* β 2* − a12 β 1*
电力系统频率调节技术
报告人： 报告人：xxx
山东大学威海分校 2010年10月 年 月
电力系统频率调节技术
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电力系统频率调整 电力系统频率异常的控制系统 数字电力系统 电网互联及联网的关键技术
1、电力系统频率调整
1、频率和有功功率控制的数学模型
控制区1 控制区i 控制区2
控制区3 互联系统示意图 负荷变化和原动机输出功率变化的差值： 发电机组转子动能提供的有功增量； 负荷的频率调节效应而引起的负荷功率变化； 联络线上功率的变化。
三、电力系统频率异常的计算机控制
1、频率异常的计算机控制原理 信息采集和运行方式计算；事故对策计算；事故识别；决 策执行。 2、频率异常计算机控制装置的构成 中央调度中心的计算机系统。 枢纽变电站的主控制装置。 各厂站支控制装置。
3、数字电力系统
一、数字电力系统的定义和内涵
1、概念：是某一实际运行的电力系统的物理结构、物理特 性、技术性能、经济管理、环保指标、人员状况、科教活 动等数字的、形象化的、实时的描述和再现。 2、某个电力系统的数字电力系统可能包含以下内容和功能： 电力系统的物理结构（也即真实结构）的各组成部件（单 元）及整体的物理性能、运行方式和运营策略、管理的模 式、人员的信息等。 电力系统的各个元件、各个网络、各节点的实时状态变量。 各种自动控制装置的动作特性（包括继电保护装置）。 …… 重要的信息，如人才的信息、科教活动的信息在数字电力 系统上应该有所记录和通报。
1、电力系统频率调整
3、有频率和有功功率自动控制的情况，虚线部分起作用 区域控制偏差（ACE）：
ACE1 = ∆Pt1* + B1∆f1* ACE2 = ∆Pt 2* + B2 ∆f 2*
相应控制功率：
∆Pc1* = − K I 1 ∫ (∆Pt1* + B1∆f1* )dt ∆Pc 2* = − K I 2 ∫ (∆Pt 2* + B2 ∆f 2* )dt
根据式子（2.3）和（2.5），我们就做出了控制区域i 的等效发电机和负荷的综合传递函数框图。
1、电力系统频率调整
联络线功率增量关系： ∆ P = ∑ ∆ P 2 .6） （
n ti j =1 ij
⇓ Pij = − Pji = ⇓ ∆ Pij =
U iU j XL
sin δ（2 .7） ij
U iU j XL
1、电力系统频率调整
单控制区域i的频率和功率控制的传递函数框图
1
δi
∆PLi(s)
∆Pei(s)
+ +Σ -
Σ
G Ts (S )
∆PTi(s)
Kp 1 + ST pi
∆Fi*(s)
+ Σ
∆Fi*(s)
ω e T i1
Gp(s)
+Σ +Σ -
ω eT i2
+
Σ
+
1 s
∆Pti(s)
ω eT i3
+
∆F1(s)… ∆Fj(s)… ∆Fn(s)