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。     

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。     

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。     

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.     

电力系统低频减载优化整定研究

现有单机单负荷整定、实际系统校核的整定模式中,如果出现校核时不满足技术规定要求,就需要手工调整整定值。手工调整难以得到满足要求的整定值,导致在某些系统功率缺额时低频减载过切或欠切。基于将技术规定作为约束的低频减载优化模型,提出了一种新的计及实际电网动态频率特性的低频减载优化整定差分算法,使得整定的方案在系统校核功率缺额集下满足技术规定的要求。利用PSS/E仿真软件,进行了对某实际电网的低频减载方案整定,证明了该方法的正确有效,避免了过切或欠切,有效防止了频率崩溃,同时还减小了系统切负荷总量。     

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。     

宁东电网低频低压减载方案调整分析

为保证电力系统安全稳定运行,对榆林电网及宁东电网低频低压减载装置装设情况和可切负荷、数量及性质进行调查,分析了榆林电网运行方式改变及宁东地区负荷性质对低频低压减载方案设置的影响,对宁东电网低频低压减载方案的调整提出了建议。     

基于调度自动化系统实现低频减负荷方案的探讨

针对目前电力系统低频减负荷方案存在的问题,以区域电网为研究对象,提出基于调度自动化系统实现的低频减负荷方案,对低频减负荷分析控制系统的实现进行了分析,论述了按轮次分组切负荷的概念及逻辑实现。     

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。     

考虑潮流转移对系统影响的低频减载方案优化

综合考虑所切负荷的重要程度、频率调节特性与布点位置对低频减载方案整体效果的影响,结合系统待优化轮次减负荷量的要求和装置的动作特点,提出了一种考虑潮流转移对系统影响的低频减载方案优化方法。以停电损失最小化、所切负荷的单位调节功率最小化和潮流转移熵最大化为优化目标,综合考虑各种约束条件,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解出Pareto最优解集。然后通过灰色关联分析模型对其进行多属性决策,以确定出最科学合理的低频减载方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统算例验证了所提优化方法的合理性与有效性。     

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。     

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。     

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。     

广东电网500kV主环网安全稳定控制方案

为保障“西电东送”政策的安全实施,制定了2008年度广东电网500kV主环网安全稳定控制方案。按照协调优化的原则,安全稳定控制方案除常规的切机组、切负荷外,还采取了快速切除元件、改变运行方式等新措施,兼顾了与南方电网安全稳定控制方案的协调,综合考虑了“N-2”故障下稳定控制措施与“N-1”控制原则、检修方式下运行方式的调整以及就地控制功能的协调。     

基于节点电动机最大自起动量的配电网低压减载

低压减载是电力系统安全稳定第三道防线的重要组成部分,而减载方案是低压减载的重要研究内容。感应电动机是造成电网电压崩溃的主要因素,也是低压减载的主要负荷。基于配电网及感应电动机有功特性、无功特性、转子运动方程等在Matlab搭建模型进行时域仿真分析。结果表明低压减载后的电网存在感应电动机的自起动过程,且以感应电动机为减载对象时,自起动的最大允许量与最小减载量有紧密联系。从而提出一种基于节点电动机最大自起动量的减载量整定计算方法以及减载策略。即通过不同初始转速下的节点电动机最大自起动量计算出每轮减载量,考虑减载速度对电压稳定性的影响,可在每轮减载中引入基于电压变化率的加速判据,实现有选择性地加速切除负荷。最后对传统减载策略和所提减载策略进行对比仿真,验证了所提减载方案在保证节点电压快速稳定的同时可实现对减载量的有效控制,从而保证了系统和重要电动机负荷的安全稳定运行。     

Optimization of a load shedding scheme

An integrated process facility recently went through an update of its existing load shedding scheme in the context of process changes planned for the coming years. Transient simulations indicated that by changing the load shedding philosophy, the frequency profile during power shortages could be significantly improved. This article discusses the plant's electrical/steam load balance issues and the development of a high speed load shedding scheme. Shortage of power in a network is invariably reflected in collapse of frequency. Traditionally, frequency decay patterns have been calculated using simplified methods. Simplifications have included the assumption of constant deceleration constant voltages, and constant generator power. The results obtained using the simplified methods were generally adequate for simple, slow-acting load shedding systems. In the case at hand, the loads assigned for shedding and those to be “saved“ by load shedding are part of an integrated process plant sequence, where speed of operation and selectivity of the load shedding is crucial to the continuity of the oil-production process. In the search for ways to optimize the load shedding scheme, transient stability simulations were used to calculate frequency profile, taking into account generators' transient responses and those of the excitation and speed governor systems. This article describes the outcome of the analysis in terms of possible improvements in load shedding performance through the use of rate of change of frequency as the shedding indicator     

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。     

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。     

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。     

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。