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新闻主题	并网型发电机组的联合调频

 

随着电力系统容量的不断增加，大负荷中心的出现，现代系统已发展为一个由若干个发电系统通过联络线连接构成的并网发电机组。一般并网发电机组由几个区域电力系统通过联络线连接而成，例如某区域电力系统A和B组成的并网发电机组。

 

图1 2台并网型柴油发电机组

 

 

一、调频的目的

 

并网发电机组的调频方式通常要求维护系统频率的稳定和联络线功率，保持合同输送功率的恒定。每个调度中心实时监控计算机系统中 AGC（Automatic GenerationControl）应完成如下任务。

（1）维持系统频率为额定值，在正常稳态情况下，其频率偏差在0.05～0.2Hz范围内：

（2）控制地区电网间联络线的交换功率与计划值相等，实现各地区有功功率的就地平衡；

（3）在安全运行前提下，所管辖系统范围内，发电机组间负荷实现经济分配。

二、调频的数学仿真

 

AGC所需信息，如各发电机组实发功率P_Gi、线路潮流、节点电压等，由各厂站侧的远动装置送到调度中心，形成实时数据库。AGC软件按预定数学模型和调节准则统一确定各调频厂（或发电机组）的调节量，通过远动下行通道把指令送到各厂站发电机组，形成调节指令控制各调频发电机组的出力。

最常用的是频率联络线功率偏差控制 TBC（Tie line load frequency Bias Control）。即按频差及联络线路交换功率偏差调节，最终维持的是系统频率，各地区电力系统负荷波动就地平衡，这实际上是多系统调频观点，这种调频方式是大型电力系统或并网发电机组中常用的一种方法。

采用频率联络线路功率偏差控制（TBC）方式，不仅要消除频差（Δf＝0）而且还要消除联络线路中的交换功率偏差（ΔP_t＝0）。也就是说，每个控制区负责本区域的功率调整，通常把本区域调节作用的信号称为区域控制误差ACE（Area Control Error）。如图2所示，设有两区域电网通过联络线相接，两区域负荷分别为PLA和PLB，在联络线两侧的功率分别为P_tA和P_tB，设置测量关口A和B，ACE_a和ACE_b。

 

图2 发电机并网系统输出图

 

A区测量关口的区域控制误差ACE_a为

ACE_a = ΔP_tA＋β_AΔf_{A ...........................................}(7-29)

B区测量关口的区域控制误差ACE_b为

ACE_b = ΔP_tB＋β_BΔf_B ...........................................(7-30)

式中 β_A、β_B-分别为A区和B区的频率修正系数。

当负荷有变动时，频率和联络线功率均有变化，ACE产生误差，相应产生本区域的控制功率。则有

ΔP_CA =－K_A∫ACE_adt =－K_A∫(ΔP_tA＋β_AΔf_A)dt...........................................(7-31)

ΔP_CB =－K_B∫ACE_bdt =－K_B∫(ΔP_tB＋β_BΔf_B)dt........................................... (7-32)

式中 K_A、K_B ——分别为两区域的积分控制增益。

设A区负荷不变，B区负荷增长，Δf＜0，联络线上出现A端流向B端的功率增量，即ΔP_tA＞0；ΔP_tB＜0。

对A区Δf＜0，ΔP_tA＞0，A区Δf和ΔP_tA的符号相反，A区无负荷变动，若设置的β_A适当，将使

ACE_a = ΔP_tA＋β_AΔf_A ≈ 0........................................... (7-33)

从而A区不产生本区域的控制功率。

对B区Δf＜0，ΔP_tB＜0。B区Δf和ΔP_tB的符号相同，B区有负荷变动，B区产生相应控制功率调整。当Δf和ΔP_tB均为负值时，有

ACE_b = ΔP_tB＋β_BΔf_B < 0...........................................(7-34)

ΔP_CB =－K_B∫ACE_bdt =－K_B∫(ΔP_tB＋β_BΔf_B)dt > 0...........................................(7-35)

B区内发电机增加出力，直到频率恢复及联络线功率变化为0时为止。调整结果必然是

ΔP_tA＋β_AΔf_A=0...........................................(7-36)

ΔP_tB＋β_BΔf_B=0...........................................(7-37)

某区域负荷发生变化，从而引起频率和联络线功率的变化，区域控制误差产生对应区域发电机改变功率输出，实现区域内的就地平衡，Δf＝0，ΔP_t＝0。

 

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