综合电压频率动态交互影响的自动减负荷控制新方法

基于单一的频率量测或单一的电压量测而独立动作的传统低频低压减负荷控制装置,未计及受扰系统电压与频率之间的实时动态交互,难以完全适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化,某些情况下可能出现严重的欠控制或过控制。文中提出一种在装置的实时控制算法中计及电压与频率动态交互影响的自动减负荷控制方法,其核心是测量装置安装节点的电压、频率以及负荷有功功率,并计及与当前系统初始工况、负荷特性或所发生扰动形式相对应的频率电压相关系数,实时计算综合状态量以触发自动减负荷控制装置的分轮次动作。对实际电网的时域仿真结果表明,该方法可较好地适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化。     

基于集散递阶控制框架的低频低压减负荷系统

传统的低频低压减负荷的控制方法,对分散安装在各地的低频低压减负荷装置缺乏协调,不利于实现系统整体控制的实时协调和优化。提出了一种基于集散递阶控制框架的低频低压减负荷系统,介绍了系统的体系结构及功能实现,同时分析了系统的特点。该系统有效解决了传统低频低压减负荷装置的局限性,充分利用了现有智能化变电站及调度数据网络,满足了电网对区域协调及负荷准确切除的要求。     

自动低频减负荷对孤网稳定控制的分析

孤网稳定控制的核心是对电网频率的控制,当系统中出现有功功率缺额引起频率下降时,根据频率下降的程度,自动断开一部分用户阻止频率下降并使频率迅速恢复到正常值,这种装置叫自动低频减负荷装置。它不仅可以保证对重要用户的供电,而且可以避免频率下降引起的系统瓦解事故。同时,低频减负荷装置的投切量也是我们制定反事故预案中负荷控制的底线。本文通过对此次抗冰保电中低频减负荷装置动作的统计分析以及低频减负荷投入量在制定反事故负荷控制措施中的具体运用,为关心电网安全稳定的同志们提供一些成功的经验和启迪。     

考虑负荷频率刚性特征的一种新型低频减载实现方案

电力负荷的多样性及组合的复杂性决定了难以用微观的具体模型去描述其特征,但是事物的特征一般却可宏观定性描述.提出了一种基于负荷宏观频率刚性的新型低频减载实现方案.该策略在负荷频率调节效应检测的基础上辨识出负荷的频率刚性大小,并基于此实现低频减载的策略优化.在系统出现功率缺额、频率持续降低时,应优先切除频率调节效应系数小、频率刚性强的负荷,而保留频率调节效应系数大的负荷.如此,在频率继续下降时,通过负荷自身的频率调节效应,可减少从系统吸收的功率;而在频率恢复阶段,频率在不断上升恢复时,优先减载频率调节效应系数大、频率刚性弱的负荷,而保留频率调节效应系数小的负荷.通过此减载方案可尽可能减少负荷的损失,同时充分利用负荷的频率凋节效应实现系统频率的恢复,尽可能防止系统频率崩溃的发生.     

一种集中协调-实时分布控制的低频低压减载方法

低频低压减载是一种能有效防止电网电压崩溃的紧急措施。提出一种预先集中协调,实时分布控制的低频低压减载方案。基于独立低频低压减载装置构建分布式低频低压减载方案架构;采用负荷分层分区控制决定负荷切除量,实现站间、站内负荷的协调控制。通过仿真将低频低压减载方案与传统减载方案进行对比。结果表明,该方法能够提高切负荷精度,实现精准的负荷控制,降低稳控措施代价影响,加强电网的稳定性。     

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。     

互联系统低频减载方案探讨

在大型互联系统中,只有相当严重的功率缺额才可能导致频率下降,频率的下降速度很快,频率变化的分布极不均匀.目前的低频减载(UFLS)装置已不能适应如此复杂的情况,仍然是在全系统范围内切除预接负荷.文中设计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地区切负荷,以求获得供需平衡.在互联系统的严重功率缺额的模拟研究表明了新的减负荷方案比现在的低频减载(UFLS)方案有着明显的优越性.     

基于频率和电压稳定的紧急控制策略研究

紧急控制中的低频减载和低压减载策略作为第三道防线的重要内容,已经在电力系统中广泛加以采用,对防止系统稳定破坏具有重要意义。在分析和总结国内外低频减载和低压减载方面主要研究工作的基础上,归纳了目前切负荷方案的优缺点,着重指出系统受到大的扰动时,电压稳定和频率稳定均受到威胁,仅考虑频率或电压单一变量的切负荷策略是不可靠的。因此,新提出的紧急减负荷策略还需要考虑系统网络拓扑的变化,以及频率稳定和电压稳定的相互影响,以实现切负荷的动态自适应性。     

各类紧急减负荷控制的在线风险评估和协调决策方案

通过对各类紧急减负荷控制措施的应用现状和国务院599号令对紧急减负荷的影响进行分析总结,研究了各类紧急减负荷控制措施的有序配合和多区域多级调度优化协调原则,提出了以在线监视为基础的综合考虑事故等级的紧急减负荷风险评估和协调决策框架。该框架包含第二道防线安全稳定控制系统在线监视及预警、第三道防线低频低压减载装置在线监视及预警、人工事故拉路在线监视管理和风险评估与协调决策4个部分。通过构建综合考虑事故等级的紧急减负荷控制代价协调模型,实现了控制措施的协调决策。     

孤网电力负荷平衡技术及应用

企业自备电厂在外网联接或者孤网运行时,存在电压稳定、频率平衡问题。提出基于晶闸管的快速、灵活控制的电子负荷技术,通过三层策略控制来解决孤网平衡问题。该方案以电子动态负荷调节为平衡主要手段,同时配置孤网稳定装置,协调发电机组和负荷数量,另外还配置了频率紧急控制作为最后防线。应用效果表明,电子负荷快速平滑跟踪冲击性负荷动态变化,可以使孤网高可靠性运行、频率稳定。     

考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化

指出了低频和低压减载装置的整定不仅要满足静态和中长期动态对频率和电压的安全性要求，而且要满足暂态过程中的频率和电压安全约束。通过详细模型的时域仿真，在各种运行方式及故障集下寻找使系统暂态安全且总体控制代价最小的减载策略。给出了其减载量优化问题的数学描述，以减栽代价最小为目标函数，把低频和低压减载控制作为多级控制序列。根据暂态频率和电压安全裕度指标计算减载的性价比，把性价比最大的决策作为下一级的初始条件，通过逐级优化来实现全局优化。     

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。     

低频低压继电器联合减载方法

传统的低频低压减载继电器相互独立,减载时未充分考虑负荷特性以及频率电压的相互影响,在严重扰动下可能出现欠控制或者过控制。提出了一种低频低压继电器联合减载方法,该方法在计及负荷母线频率和电压变化对负荷有功功率影响的基础上,根据实时测得的本地负荷的频率与电压响应信息自动计算低压减载量和低频减载的附加减载量,并将所求得低频减载切负荷量与低压减载切负荷量的较大值作为实际切负荷量输出至低频低压继电器上进行逐轮次就地切负荷。IEEE 39节点系统的仿真结果说明,该方法与传统分散式低频低压减载方法相比,能更好地适应负荷特性和扰动形式的变化,能更有效地保障受扰系统的频率稳定性和电压稳定性。     

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。     

考虑系统电压影响的低频减载新策略

低频减载（Under Frequency Load Shedding, UFLS）是电力系统中普遍采用的技术,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。为了改进和提高传统的策略,很多研究者都考虑采用频率变化率作为指示器,用于确定系统的有功功率缺额。重点研究了影响频率变化率测量值的因素,分析了频率变化率在使用中遇到的相关问题,在此基础上,得出系统扰动后不平衡功率的准确求解表达式。一个综合利用电压信息量来确定切负荷地点和切负荷量的新UFLS策略被提出,仿真结果表明,新的切负荷策略更具有优越性。     

计及电压稳定的自适应协调低频减载策略

为了提高资源利用率,电网经常处在临界稳定的运行状态,大停电事故往往在系统重负荷运行时发生,多表现为多个电气量协同作用下的系统崩溃。提出一种计及电压稳定的自适应协调低频减载策略。根据功率缺额的动态计算值对扰动的严重程度进行分类,以期有针对性地采取不同的控制措施。若发生严重故障则需要进行两阶段的减载,先基于各负荷母线的频率调节效应来指导阶段1的选址定容,然后应用有功网损灵敏度来获取电压薄弱区域信息,计及时延后实施阶段2的减载;若发生一般故障则直接进行阶段2的减载过程。仿真对比验证了所提策略的有效性和优越性,该策略可以自适应不同严重程度的故障扰动,并能及时有效地保证系统频率稳定以及各母线处的电压稳定。     

Load shedding scheme based on rate of change of frequency and ranked stability index for islanded distribution system connected to mini hydro

This paper presents a load shedding scheme for a distribution network connected to mini hydro generations. The proposed scheme uses the rate of change of frequency (ROCOF ) to estimate the power imbalance and voltage stability (VS ) to prioritize the load that is to be shed. The load with the most critical voltage stability (which is based on a special index) is given the first priority to be disconnected from the network in order to avoid voltage collapse. By performing load shedding based on the combination of the ROCOF and VS techniques, a better system frequency and enhanced voltage magnitudes can be achieved. The performance of the proposed scheme is validated on existing Malaysian network interconnected with a mini hydro generator. Simulation results show that the proposed scheme not only successfully stabilizes system frequency, but also simultaneously stabilizes the voltage magnitude of the buses within an acceptable limit. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于风险的低压切负荷量的确定方法

针对低压减载方案中切负荷量的问题,利用马尔可夫方法,计算出低压减载方案各种动作情况的概率。在此基础上,结合电压崩溃的风险理论,以在预想事故下所切负荷量为变量,构造方案引入所带来的电压崩溃风险的函数,再以该风险量最小为标准,确定切除负荷量的多少。与传统方法不同,该方法综合分析了各种意外事件、考虑了低压减载方案本身的可靠性。计算处理的信息更丰富,结果更准确。IEEE 14节点的算例表明了该方法计算的有效性。该方案为低压减载方案的设计提供了参考。     

A new under‐voltage load shedding scheme for islanded distribution system based on voltage stability indices

Under‐voltage load shedding (UVLS) is an important technique to maintain the voltage stability and frequency of a power system network. UVLS has been applied widely in transmission systems to avoid system blackouts. However, with increasing penetration of distributed generation such as photovoltaic (PV) systems, the application of UVLS becomes important for islanded distribution systems. Under this condition, the network does not have a frequency reference as when it is connected to the grid. In this condition, when the load demand exceeds the PV capacity, UVLS is the only option to stabilize the system by shedding the load based on the changes of the voltage magnitude. In this work, a new UVLS scheme based on voltage stability indices is proposed. Four voltage stability indices are used as indicators for load shedding. Based on the stability indices, the loads that have the highest tendency of voltage collapse shall be the first ones to be shed. The proposed scheme is tested on a practical distribution network energized by a grid, a mini hydro generator, and a PV system. The test results on various scenarios prove that the proposed method is able to restore the system stability. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.