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。     

交直流系统中低频减载与负荷恢复的静态优化算法

电网有功缺额时的频率控制,涉及快速低频减载和相对较慢的调速器动作。同时考虑两者的静态减载算法,初期减载量较小、频率恢复时间较长。文中基于控制效果的先后顺序,将频率调节过程分为2个静态阶段,即不考虑调速器效果的低频减载阶段,以及调速器投入及随后的负荷恢复阶段。计及潮流约束,采用非线性优化算法,求解交流和交直流系统的低频减载及负荷恢复问题。计算结果表明,文中算法减载量稍大,有利于频率的快速恢复;交直流混合系统中电压源变流器的瞬时调节特性,又使减载量比纯交流系统的减载量稍低。第2个阶段,结合调速器调节效果,将该算法应用于负荷恢复量的计算。算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于负荷频率特性的低频减载方案优化

针对当前低频减载整定方案大都没有计及负荷重要性,及负荷切除对于系统频率恢复的灵敏性的问题,本文建立了同时考虑上述两种负荷特性的低频减载优化新模型。该模型基于对系统负荷的分类、设置与每类负荷对应的低频减载方案。在保证全局统筹切负荷的情况下,以系统切负荷量最小和频率偏移最小作为优化目标,基于机电暂态仿真与粒子群算法相结合的方法,对低频减载方案中各类负荷的各轮次切负荷比例参数进行优化,从而获得最优的低频减载方案。实际算例证明了本文方法的有效性与正确性。     

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.     

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.     

基于改进频率响应模型的低频减载方案优化

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。在经典系统频率响应模型(system frequency response,SFR)的基础上,建立改进频率响应模型,考虑了旋转备用容量、静态负荷模型及水轮机组调速系统的影响,并引入低频减载模块。建立一种基于PV曲线和负荷频率特性的综合指标,指导减载地点的确定及减载量的分配。提出了基于改进频率响应模型及节点综合指标的低频减载方案优化方法。仿真分析表明,改进的频率响应模型能够较好地描述系统有功-频率动态过程,提出的低频减载方案优化方法能够在保证系统频率稳定的前提下,有效地减小切除负荷量及提高频率恢复水平。     

计及负荷频率特性的低频减载方案研究

低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。该文针对目前低频减载方案中忽略了负荷频率特性的不足，提出了一种新的计及负荷频率特性的低频减载方案，该方案充分利用了频率下降时，负荷自身吸收的功率也下降的特点，优先切除频率调节系数小的线路，此举有利于系统频率的快速恢复和系统稳定，文中对方案的实现进行了详细的介绍，并采用单机系统进行了数字仿真，仿真结果验证了该方案的合理性。     

考虑负荷水平及有功备用的低频减载方案在线优化

频率是电力系统运行的重要指标,当电力系统发生功率缺额时,系统频率会下降。低频减载是保障电网安全稳定运行的第三道防线。实际系统中,基于启动频率和动作延时的低频减载方案应用广泛,但传统的整定方法模型高度简化,等效参数不随负荷水平及有功备用变化而变化。为减少负荷切除总量,提出一种基于改进频率响应模型的在线低频减载优化方法,利用粒子群优化算法在线计算复杂模型等效参数,同时将粒子群算法应用到低频减载方案中,最大限度减少切负荷总量。仿真表明,相对于传统低频减载算法能有效减少有功负荷的切除,控制系统的频率,满足在线计算时长要求,论证了模型和算法的可行性和有效性。     

基于WAMS的自适应低频减载动态优化策略

在《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(599号令)中,提出了在故障处理过程中的负荷切除量等同于故障损失负荷量,这要求电网在安全稳定运行的前提下尽可能地少切或不切负荷,以降低事故控制代价。因此,提出计及负荷频率调节效应、P-V特性和负荷重要度的减载贡献因子来有效指导低频减载过程中的选址定容。通过分析电压突变因素对不平衡功率的影响以提高功率缺额计算式精度,依据系统频率变化率的梯度变化逐轮次地动态优化减载量,以期充分发挥系统频率的自恢复调节能力。IEEE 39节点系统仿真分析表明,所提出的低频减载动态修正优化策略,能够在减少切负荷控制代价的同时改善系统频率恢复水平,从而兼顾频率紧急控制的经济性与可靠性要求。     

大规模电力系统紧急状态控制综述(二)

四、紧急状态控制措施 1.低频减载电力系统频率突然大幅度下降,威胁到电力系统正常安全运行时,低频减载是目前最广泛采用的措施之一。虽然它不是一种最佳的减载措施,但仍为几乎所有的电力系统采用。设计低频减载装置的方法有频率整定或频率偏差整定,防止过早切负荷的串联和串并联逻辑控制,自动分级切负荷,重新恢复负荷过程等。低频减载装置所切除的总负荷应根据各种运行方式和各种可能发生的事故情况下,最大可能出现的功率缺额来确定。在大型电力系统中,接到低频减载装置上的总负荷大约为全系     

基于自适应惯性权重混沌粒子群算法的多机系统低频减载整定算法

电力负荷的不断增加给电力系统的安全运行带来严重威胁,由此低频减载技术逐渐应用到电力系统保护中。当系统的频率降低到某一值时,按照低频减载方案切除系统中的负荷并进行多轮减载以维持系统安全稳定运行。在多机系统低频减载整定计算表达式的基础上,明确优化目标,结合自适应混沌粒子群算法提出了一种低频减载整定算法。既有效阻止频率下降防止系统故障扩大,还可以减少因传统整定方法过量或无选择切负荷而引起的经济损失。通过算例验证了算法的有效性。     

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。     

计及动态修正的自适应广域低频减载

传统分轮逐次逼近的低频减载方法,对系统运行变化缺乏足够的适应性,会造成过切、欠切等问题,所以提出一种基于广域测量系统计及动态修正的自适应低频减载策略。在低阶频率响应模型的基础上,考虑电压对不平衡功率的影响,利用较短周期内的系统响应轨迹估计系统不平衡功率;考虑系统频率自恢复调节能力,采用频率变化率变化梯度逐轮对减载量进行动态修正;各负荷节点减载量由计及负荷特性、发电机受扰程度的多因素综合指标确定。IEEE 68节点系统仿真结果表明,所提方法可有效减少负荷切除量,同时能明显缩短频率恢复时间,保证了系统的稳定运行。     

基于广域测量的受端孤网优化低频减载

低频减载常采用逐次逼近的方法分级延时切除负荷,常会造成过切、欠切等问题.为此提出了用带精英策略的快速排序非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)结合小生境技术对低频减载进行优化,用基于广域测量的系统惯性中心频率作为负荷切除的启动信号,使负荷切除量在满足系统频率恢复要求的情况下,尽可能减少负荷切除总量,同时考虑负荷的频率特性和各负...     

动作延时对低频减载装置减载效果的影响

近年来国际上发生的几起重大的频率失稳事故说明,目前的低频减载装置由于动作门槛值、延时和切负荷量固定,容易造成负荷的过切或者欠切,进而造成频率失稳。在对频率动态特性进行分析的基础上,详细仿真研究延时对低频减载动作效果的影响。仿真结果说明:延时对低频减载装置的减载效果是否会产生影响,主要取决于系统有功缺额大小;而延时对低频减载装置减载效果的具体影响,主要由扰动发生地点所决定。由于延时的改变可能对低频减载装置的减载效果产生较大影响,因此,根据系统的运行状况实时地对低频减载装置的延时进行调整,将有利于加强系统的频率稳定性。     

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。     

一种新型孤立小受端系统的低频减载设计

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,这些系统有其自身特点。提出了一种新的针对独立小受端系统的低频减载方案,该方案基于对切负荷延迟时间的整定,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。     

电力系统新型低频减载装置的协调控制策略

在系统发生故障出现严重功率缺额时,针对现有UFLS(低频减载)装置,采用单一变量提高装置动作性能的问题,利用现代计算机技术和通信技术以及先进的计算方法,实现考虑恢复频率的相对值、动态负荷调节效应系数、系统最大功率缺额及变化、减负荷前系统用户的总功率的各轮最优开断功率协调计算,提出了新型UFLS协调控制方法,使装置较好地“逐次逼近”实际电力系统应切除的负荷,提高了低频减载装置的性能。     

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。