对中国低频减载方案制定中若干问题的探讨

按照特高压电网发展规划,中国将形成华北-华中-华东跨区同步互联电网.文中对大区联网统一协调低频减载方案及大区联络线低频解列设定值提出要求.对DL428-91<电力系统自动低频减负荷技术规定>提出修改建议.分析评价调速系统模型及大规模风电对低频减载方案制定的影响.通过理论证明国外自适应低频减载目前在国内不应大规模采用.提出了采用直流调制解决电网严重故障下频率稳定的方法,结果表明,可以大幅提高电网频率稳定性能,降低电网低频减载装置动作切除负荷的风险.     

江苏低频低压减载与负荷联切协调配置研究

针对江苏分区电网极端严重故障下存在严重功率缺额、局部孤网的局面,以及可能发生频率、电压崩溃的风险,文中提出低频低压减负荷与负荷联切装置相互协调的稳控配置方案。该方案依据断面潮流判断相应的切负荷量,并通过与低频低压减负荷协调配合适应电网不同运行方式。实际算例仿真验证了所提方案可有效保证分区电网孤网后的安全稳定运行。     

含风电地区电网孤网运行时安控切负荷与低频减载配合研究

分析了风电接入地区电网后功率缺额扰动下地区电网孤网运行时的暂态频率特性影响因素,如风电渗透率、风机类型、惯量控制、风速波动情况等,并定性推导出地区电网孤网运行时最大暂态频率偏差的影响因素公式,仿真结果验证了该公式的正确性。基于上述影响因素分析,针对风电接入地区电网后功率缺额扰动下的频率首摆下潜量过大、持续时间过长的现象,提出了安控切负荷措施与低频减载措施的配合方案,即切负荷时间和切荷率相配合方案,仿真结果验证了该配合方案的合理性和可行性。     

南方电网系统频率特性及低频减载方案

分析评价南方电网发生大功率缺额时,电网频率暂态稳定特性及现有低频减载方案对保证系统频率稳定的作用和效果。提出南方电网低频减载方案评价方法和改进方案。研究表明,采用改进方案,可使系统在受到不同程度的功率缺额扰动时,都能够更好地满足减负荷的需要,保证系统频率不致过低并能较快恢复,有利于系统的频率稳定及大机组的安全运行。     

海南电网联网后的频率稳定与措施

海南电网与南方电网主网联网后,基本解决了海南电网存在多年的“大机小网”问题,但也可能面临新的频率稳定问题。对联络线送受电情况下发生故障时对海南电网的影响进行了分析,对联网后海南电网的低频减载和高周切机方案、联络线的稳控措施、联络线的功率控制和海南电网机组的带负荷方案等提出了相应措施。建议联网后应控制联络线功率,并在事故情况下采取迅速的调控措施;孤网情况下应按带负荷方案限制大机组出力;建议在联络线上装设两套安稳装置;建议海南联网后适当调整现有低频减载方案,保留目前的高频切机方案。     

负荷密集型城市电网低频低压减载配置方案优化研究

负荷密集型城市电网在极端严重故障下可能发生频率、电压崩溃的风险。采用基于轨迹的时域动态仿真方法,分析深圳电网现有低频低压减载措施存在的问题。在考虑局部地区孤网后低频低压减载方案与全网低频低压减载方案相互协调配合的基础上,提出既满足全网频率特性要求又适应局部负荷密集型城市电网频率要求的低频低压减载优化方案。仿真结果验证了所提配合原则的合理性和配置方案的可行性。     

江苏分区电网低频低压减载方案适应性分析

在调研评述国内外分区电网低频、低压减载方案研究现状的基础上,针对江苏电网分层分区运行特点,分析指出江苏分区电网极端严重连锁故障下存在严重功率缺额、局部孤网等问题,通过校核江苏分区电网低频、低压减载方案的适应性．提出江苏分区电网低频、低压减载配置方案的改进建议。最后针对特高压电网互联、电气联系紧密,受电比例大、新能源出力不确定性等,对低频、低压减载方案整定研究方向进行了展望。     

基于频率动态过程的低频减载方案校核研究

频减载是电力系统抑制频率下降、维持系统频率稳定的有效方法。针对目前传统法设计的低频减载方案忽略了系统频率动态过程的不足,本文对影响东北电网功率-频率动态过程的主要参数进行分析,调整相应的参数使仿真与实测系统频率动态过程相接近,并将调整后的模型参数应用于东北电网现行低频减载方案基本级的第一级和第二级进行仿真校核分析,并在此分析的基础上提出了改进的低频减载方案。仿真结果表明,采用改进方案可以使系统在受到功率缺额扰动时,能够不过多的切除负荷,并保证系统频率能快速恢复到额定值附近。     

一种考虑负荷特性的集中式自适应低频减载方案

正首先分析了负荷特性对功率缺额计算的影响,推导出基于频率变化率响应和负荷特性的电网有功缺额计算新方法;其次研究了负荷特性的变化对传统逐轮次低频减载方案的影响,在负荷特性发生改变时,其无法达到预期的减载效果;最后提出了一种考虑负荷特性的集中式自适应低频减载方案。     

频率的时空分布对低频减载的影响研究

基于电网网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素的影响,系统频率特性呈现为时空分布。由于系统频率是制定低频减载方案的依据,致使低频减载装置不能按照设计的理想状态动作。针对某地区电网解网事故,详细分析了功率缺额下系统频率的动态特性及低频减载装置的动作情况。基于频率的时空分布特性考虑低频减载装置动作后频率恢复效果、切负荷大小及切负荷类型等影响因子,分析了负荷特性对频率的影响,提出了分散切负荷和集中切大用户工业负荷的两种研究方案。研究结果阐明集中切大用户工业负荷可快速恢复系统的频率,并对居民负荷影响较小。因此,对实际电网运行、低频减载方案的制定具有重要的参考价值。     

江苏电网低频低压减负荷优化配置研究(二)——研究方法与动态模型参数的获得

采用时域动态仿真法研究了江苏电网及各分区电网的频率电压动态特性,分别得到了江苏全网和各分区电网的综合负荷频率响应系数。对江苏电网现行低频低压减负荷方案进行了校核,表明可能出现负荷过切、频率悬浮等问题。给出了江苏电网新的低频低压减负荷优化配置方案。研究表明,采用轮级间协调的集中控制型减负荷装置并配以后加速机制可以有效地改善故障下频率电压恢复曲线,减少切负荷量。     

解列后局部孤网的自适应第三道防线配置方法

通过薄弱交流断面与主网相连的局部电网在断面解列后转为孤网运行时,容易出现频率稳定或电压稳定破坏问题。以某实际局部电网发生的一起全停事故分析了现有低频低压切负荷和过频切机配置方法的不足,提出一种适用于解列后局部孤网的低频低压切负荷和过频切机配置方案,以改善第三道防线对孤立电网运行方式或电网规模变化的适应性。其主要思路是将低频低压切负荷及过频切机方案分为速动区和补偿区,前者用于快速平抑不平衡功率冲击,避免频率或电压大幅偏移;后者用于避免频率或电压快速变化时,低频低压切负荷或过频切机多轮次相继动作导致过控。基于实际电网的仿真结果验证了所述方法的有效性。     

基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究

低频减载（under frequency load shedding,UFLS）是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。     

一种新型低频减载方案的研究

在突然恶性事故情况下,由于发电厂的退出,电力系统有可能产生严重的频率下降,导致系统崩溃和大面积停电事故。低频减载装置无疑是一种抑制频率下降的有效方法。它依据测量到的频率值,按轮次分步骤地减负荷。显然,此时的电力系统特性已经变化,而低频减频（UFLS）装置却没有做出相应的修正,仍然是在全系统范围内切除预接负荷。作设计了一种新的减负荷方案,它利用频率和电压的变化,针对每一种事故情况,特别是在承受较大扰动的地区切负荷,以求达到供需平衡。对互联系统的严重功率缺额的模拟研究表明,新的减负荷方案明显优于现有的低频减载（UFLS）方案。     

Under-Frequency Load Shedding scheme for islanded distribution network connected with mini hydro

Under-Frequency Load Shedding (UFLS) is a common technique to maintain power system stability by removing the overload in some part of the system. The existing UFLS schemes operate successfully in the interconnected grid system. A particular approach of UFLS scheme is required for an islanded system which is known to be not as strong as the grid. This paper presents a new approach of UFLS scheme for the implementation in an islanded distribution system. The scheme is based on a combination of adaptive and intelligent techniques. The disturbance magnitude for response based and event based is treated differently: (1) event based is based on the power imbalance and (2) response based is based on the swing equation which relies on the frequency and rate of change of frequency measurement. Dynamic simulation on an intentional islanding operation is performed on an existing Malaysian network interconnected with a mini hydro generation. The objective is to investigate the effectiveness of the proposed scheme. The simulation results demonstrate that the proposed scheme is capable of improving the frequency response of the islanded system. A significant finding is that the scheme can successfully reduce the effect of power deficiency following the grid connected to islanding operation transition.     

地区电网低频减载方案的整定

针对电力系统中存在的有功缺额导致系统频率下降甚至引起系统失稳的问题,结合实际电网运行中采用的最普遍的低频减载整定方案进行分析研究,编写地区电网低频减载整定软件并对其结果进行仿真验证,经过验证得出的低频减载整定方案可以对运行人员提供参考。     

基于频率安全定量分析的南方电网联合低频减载方案

通过比较简单系统和复杂系统的动态频率特性,指出传统低频减载方法中使用单机带集中负荷模型存在的缺陷。基于频率安全定量分析对南方电网联合低频减载方案进行研究,应用基于数值仿真轨迹的定量分析理论,按照母线频率偏移可接受裕度来优化整定低频减载参数。将该方法得到的新方案与原方案进行比较表明,新方案对保证频率安全性具有良好效果,与现有安全稳定控制措施能够很好地协调,较好地适应已有发电机组的高、低周保护方案。     

大规模双馈风电机组参与调频的电网自适应低频减载策略

大规模风电参与惯性控制和一次调频会对电网频率特性产生显著影响,而现有的低频减载方法尚未考虑该影响,可能引起频率轨迹失真和负荷切除不合理问题。鉴于此,以双馈型风电机组为例,研究将风电虚拟惯性响应时变特性参数和一次调频响应系统模型融入低频减载过程的方法,提出了改进低频减载策略和负荷切除决策模型。首先,通过求解含风电虚拟惯性响应的电网等效惯量(具有时变特性)、检测频率变化率,计算低频减载首轮起动时刻的实时功率缺额。然后,定量表征风电一次调频及负荷调节效应先抵消部分的实时功率缺额,剩余功率缺额则由自适应低频减载策略分批切除。最后,理论研究及算例分析结果表明,所提低频减载改进策略和模型能更客观地反映电网频率特性,负荷切除量明显更小,体现了大规模风电参与调频对低频减载的有益影响。