孤立小受端系统的低频减载设计

电力系统的严重事故会使频率恶性下降,并可能导致系统崩溃.低频减载是电力系统防止频率过度下降、维持系统频率稳定的有效方法.目前在电网中出现了比较多的孤立小受端系统,与大系统大电网相比,这些小受端系统有其自身特点.引入了频率滑差 df/dt 符号判据和紧急轮的概念,提出了一种新的针对独立小受端系统的低频减载方案,从根本上改善了低频减载方案的控制效果.仿真分析表明,新方案有助于系统频率的快速恢复,其频率恢复特性明显优于现有方案.     

重要小受端系统的低频减载设计

典型停电事故表明人们对 电力系统的频率稳定问题并没有引起足够重视,同时也说明还需要对防止发生频率崩溃的低 频减载(UFLS)措施进一步研究。目前在电网中出现了比较多的重要小受端系统(SVRTS ),因此需要对传统的低频减载设计原则进行相应调整。文中在考察低频减载基本设计原则 的基础上,进一步提出了重要小受端系统的低频减载设计原则,具有很强的实用意义。同时 给出了一个实例,结果表明在不同故障情况下系统维持稳定的能力明显提高。     

并联电容投切对孤立系统低频减载设计的影响

进行系统低频减载方案设计时，简单的频率响应模型由于未考虑系统电压对频率过程的影响而导致不少情况下无法适用。文中针对孤立小受端系统，通过仿真表明在大有功缺额扰动下此类系统极易出现低电压问题，从而很大程度上影响了频率行为，并影响了低频减载装置的动作。通过比较不同的并联电容投切模式对频率过程的影响，提出了合理抑制电压升高基础上的更为合理的减载方案，以更有效地恢复系统频率和电压。同时提出了实现过程中需要解决的问题。     

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。     

考虑负荷频率调节效应系数的低频减载方案研究

目前的低频减载方案中,没有充分考虑负荷频率调节效应系数KL*在切负荷过程的作用,针对这一问题本文给出了一种考虑荷频率调节效应系数KL*的低频减载方案.该方案利用负荷频率调节特性,提出在低频减载基本轮应优先切除频率调节效应系数小的线路,保留频率调节效应系数大的线路.而在特殊轮频率在不断上升恢复时,应优先减载频率调节效应系数大的线路,保留频率调节效应系数小的线路,这样更利于系统频率恢复和系统稳定,并尽可能地减少负荷的损失.最后,对所提出方案进行数字仿真,仿真结果验证了该方案的合理性.     

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。     

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。     

有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护

由于内外部扰动引起的有功不平衡,系统频率和线路电流会出现明显的波动、过渡及恢复过程,需关注系统状态恢复过程中的导线热力安全,采取合理的保护策略。分析了电网有功不平衡下电流和频率的动态特性,研究了不同低频减载方案对频率恢复速率和导线温升过程的影响,提出了电网有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护策略。通过IEEE39节点系统仿真测试,验证了所提策略的有效性。仿真结果表明:不同类型的大扰动下,不同的低频减载布点位置和数量以及低频减载整定方案对导线温升响应的影响及延迟过载热保护动作时间的效果不同。所提出的输电线路过载热保护能够最大限度地挖掘线路耐受事故过负荷的能力,在兼顾系统频率恢复的同时,避免线路温升越限出现新的连锁故障。     

互联电网的地区频率特性差异性及其对低频减载的影响研究

分析影响互联电网频率特性的关键因素及各地区电网的频率差异性,指出传统的基于同一频率假设的电网频率安全分析及低频减载整定方法的局限性.互联电网的低频减载方案应能同时满足全网频率安全与地区电网孤岛运行时频率安全的要求.提出了既满足全网频率特性要求又适应各地区频率特性要求的低频减载优化方法,基于地区频率特性整定出容易发生解列的地区电网的低频减载方案,以此调整传统的全网统一方案中相应地区电网的低频减载方案.以西电东送背景下的广东电网为例,按所提方法进行优化的低频减载新方案与原有方案进行了比较分析,结果表明了方法的正确性与有效性.     

实际电网中低频减载方案的优化研究

低频减载作为安全稳定运行的最后一道防线,能够有效地防止频率失稳。建立了频率稳定分析的动态数学模型,并针对实际电网的低频减载方案进行了算法优化,研究了系统在保证频率稳定的前提下如何做到切负荷量最小。仿真结果表明优化的算法可以找出系统切负荷量最小的曲线,并使系统频率很快恢复稳定,对提高电网安全稳定水平、保障对用户可靠供电有重大意义。     

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。     

湖南电网"2.10"低频事故分析

阐述了湖南电网2005年2月10日的低频减负荷事故经过,对事故当日低频实际可切总量进行统计,并进行数字仿真,结果显示,系统的最低频率与频率记录仪实际记录的数据相一致,低频切负荷总量及轮次与实际较吻合,低频减负荷装置动作基本正确.并针对某些地区电业局低频减负荷装置误动的情况,提出了相关建议.     

考虑负荷频率特性的可中断负荷切除策略研究

特高压直流规模激增使得大受端电网面临严重的频率问题。为了充分利用可中断负荷,减小低周减载首轮动作可能,降低触发严重事故等级的风险,文中提出了一种可中断负荷就地按频率切除策略及其定值选择方法。在考虑负荷频率特性的基础上,采用单机等值模型进行可中断负荷切除策略研究,选择合理的可中断负荷起切频率定值和切负荷量,方案制定完成后,通过全网模型进行校验。仿真结果表明,所提策略能够在系统发生易引发低周减载的大功率缺额时切除可中断负荷,减小低周减载首轮动作可能,提高电网的频率稳定性。     

电力系统低频减载优化研究

低频减载作为电力系统的第三道防线,是一种有效防止系统频率崩溃的手段。结合江苏电网的实际情况,研究电力系统低频减载的优化配置。采用多机模型的时域动态仿真方法,用故障仿真法确定适合低频减载分析的系统模型和参数,通过选择江苏电网的一个典型分区作为研究对象,提出轮级协调动作配合后加速动作来优化调整现有低频减载的方案,以获得更高的安全性和经济性。     

江苏电网低频减载优化研究

结合江苏电网的实际情况,研究了电力系统低频减载的优化配置,采用多机模型的时域动态仿真法,首先用故障仿真法确定了适合低频减载分析的系统模型和参数,然后通过选择江苏电网的一个典型分区作为研究对象,提出了轮级协调动作配合后加速动作来优化调整现有的低频减载方案,以获得更高的安全性和经济性。     

基于估测惯量计算的低频减载方法

新能源发电接入系统的控制方式的不同会给系统的惯量带来不同的影响,研究了基于估测惯量系统功率缺额实时计算方法。首先分析了现有低频减载装置计算系统功率缺额算法的不足。针对这些不足,研究了电压偏移对系统有功缺额的影响,并给出了量化算法;根据扰动后负荷的响应信息,提出了实时辨识系统惯量的方法,由此得到基于估测惯量的系统功率缺额实时计算方法,进而得到最优的自适应切负荷方案。在IEEE 39节点系统下进行孤岛系统的仿真,验证了研究得出的电压偏移对系统有功缺额的影响,以及系统惯量的实时辨识、系统功率缺额实时计算的准确性和有效性。与传统的分轮次动作的低频减载方案相比,所提方案的负荷减载量以及动态频率偏移相对更小,频率恢复稳定能力更强。     

电力系统低压减载和低频减载协调控制策略

低压减载和低频减载是分别解决电力系统中电压稳定问题和频率稳定问题的最常用手段。实际系统中,电压稳定问题和频率稳定问题往往是互相耦合、共同存在的,单独采用一种策略难以同时解决2个问题。文中提出了一种可以实现低压减载和低频减载协调控制的方法。该方法将切负荷控制中的优化问题转化成一个可满足性校验问题,然后采用“搜索+校验”的思路进行求解。求解过程中先采用有序二元决策图（OBDD）等快速搜索算法缩小决策空间,然后针对其中的策略进行可满足性校验。该方法不用求解复杂的多目标、混合整数优化问题,直接得到可行的切负荷策略。最后给出了基于此方法的仿真算例,并通过时域暂态仿真验证了结果的准确性。     

电力系统低频减载的单调控制特性

新能源占比的不断提高使得频率稳定问题日渐突出,因此迫切需要研究系统的频率稳定量化评估分析方法,也需对频率安全控制的最后一道防线低频减载进行更深入的分析。将单调控制系统理论运用到低频减载分析过程中,根据单调控制系统的输入-输出判定条件,推导单机和多机系统低频减载时频率分别需要满足的保序特性量化关系。此外,分析时采用全状态模型,在保证电网规律性和解析性的同时获得更高的可扩展性,综合频率与功角、电压以及相关参数间的耦合关系。并结合灵敏度分析了电网内部变量之间的相关关系,以指导电网故障时的参数设置。最后,分析目前光伏参与调频的3种常见情况,分别说明单调控制理论的适用性,并通过算例进行验证。     

全国电网互联系统频率特性及低频减载方案

目前我国已形成东北—华北(含山东)—华中(含川渝)跨区同步互联电网。采用电力系统暂态稳定时域仿真程序和自动低频减负荷方案设计了单机计算模型,全面分析和评价了各种联网或孤网运行模式下发生大功率缺额时,电网频率暂态稳定特性及各电网现有低频减载方案对2005—2007年电网频率安全运行的适应性。在此基础上提出了我国东北—华北—华中跨区互联电网统一协调的低频自动减负荷方案,该方案不但适用于各种联网模式,也适用于各种孤网模式。当受到5%~45%的不同功率缺额扰动时,互联电网能够相应地协调减负荷,保证了最小频率不低于48.0 Hz,满足频率恢复速度10 s左右恢复到49.5 Hz,达到了统一协调减载,保证系统频率稳定和联络线及大机组安全。     

暂态低频高压驱动的直流馈入电网减负荷紧急轮配置方案

针对相控换流式直流(LCC-HVDC)闭锁扰动下受端电网的低频控制问题,考虑事件发生后固定暂态响应模式,提出一种基于事件特征驱动的减负荷紧急轮配置方案。首先推导了LCCHVDC闭锁故障时刻受端电网频率和电压的变化规律,然后分析了延迟联切换流站无功补偿装置造成的低频高压现象。接着采用灰色关联分析方法提取电压信息,并结合初始频率变化率,利用k-近邻算法匹配动作方案。在传统低频减载的基础上,附加紧急轮以应对LCC-HVDC闭锁故障,由就地监测的低频高压特征驱动,实时匹配决策表以切除故障区域负荷。最后以某省级电网为例,对所提出方法的有效性进行了验证。