新聞主題	并網(wǎng)型發(fā)電機組的聯(lián)合調頻

 

隨著(zhù)電力系統容量的不斷增加，大負荷中心的出現，現代系統已發(fā)展為一個(gè)由若干個(gè)發(fā)電系統通過(guò)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)連接構成的并網(wǎng)發(fā)電機組。一般并網(wǎng)發(fā)電機組由幾個(gè)區域電力系統通過(guò)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)連接而成，例如某區域電力系統A和B組成的并網(wǎng)發(fā)電機組。

 

圖1 2臺并網(wǎng)型柴油發(fā)電機組

 

 

一、調頻的目的

 

并網(wǎng)發(fā)電機組的調頻方式通常要求維護系統頻率的穩定和聯(lián)絡(luò )線(xiàn)功率，保持合同輸送功率的恒定。每個(gè)調度中心實(shí)時(shí)監控計算機系統中 AGC（Automatic GenerationControl）應完成如下任務(wù)。

（1）維持系統頻率為額定值，在正常穩態(tài)情況下，其頻率偏差在0.05～0.2Hz范圍內：

（2）控制地區電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的交換功率與計劃值相等，實(shí)現各地區有功功率的就地平衡；

（3）在安全運行前提下，所管轄系統范圍內，發(fā)電機組間負荷實(shí)現經(jīng)濟分配。

二、調頻的數學(xué)仿真

 

AGC所需信息，如各發(fā)電機組實(shí)發(fā)功率P_Gi、線(xiàn)路潮流、節點(diǎn)電壓等，由各廠(chǎng)站側的遠動(dòng)裝置送到調度中心，形成實(shí)時(shí)數據庫。AGC軟件按預定數學(xué)模型和調節準則統一確定各調頻廠(chǎng)（或發(fā)電機組）的調節量，通過(guò)遠動(dòng)下行通道把指令送到各廠(chǎng)站發(fā)電機組，形成調節指令控制各調頻發(fā)電機組的出力。

最常用的是頻率聯(lián)絡(luò )線(xiàn)功率偏差控制 TBC（Tie line load frequency Bias Control）。即按頻差及聯(lián)絡(luò )線(xiàn)路交換功率偏差調節，最終維持的是系統頻率，各地區電力系統負荷波動(dòng)就地平衡，這實(shí)際上是多系統調頻觀(guān)點(diǎn)，這種調頻方式是大型電力系統或并網(wǎng)發(fā)電機組中常用的一種方法。

采用頻率聯(lián)絡(luò )線(xiàn)路功率偏差控制（TBC）方式，不僅要消除頻差（Δf＝0）而且還要消除聯(lián)絡(luò )線(xiàn)路中的交換功率偏差（ΔP_t＝0）。也就是說(shuō)，每個(gè)控制區負責本區域的功率調整，通常把本區域調節作用的信號稱(chēng)為區域控制誤差ACE（Area Control Error）。如圖2所示，設有兩區域電網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)相接，兩區域負荷分別為PLA和PLB，在聯(lián)絡(luò )線(xiàn)兩側的功率分別為P_tA和P_tB，設置測量關(guān)口A(yíng)和B，ACE_a和ACE_b。

 

圖2 發(fā)電機并網(wǎng)系統輸出圖

 

A區測量關(guān)口的區域控制誤差ACE_a為

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

B區測量關(guān)口的區域控制誤差ACE_b為

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

式中 β_A、β_B-分別為A區和B區的頻率修正系數。

當負荷有變動(dòng)時(shí)，頻率和聯(lián)絡(luò )線(xiàn)功率均有變化，ACE產(chǎn)生誤差，相應產(chǎn)生本區域的控制功率。則有

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 ——分別為兩區域的積分控制增益。

設A區負荷不變，B區負荷增長(cháng)，Δf＜0，聯(lián)絡(luò )線(xiàn)上出現A端流向B端的功率增量，即ΔP_tA＞0；ΔP_tB＜0。

對A區Δf＜0，ΔP_tA＞0，A區Δf和ΔP_tA的符號相反，A區無(wú)負荷變動(dòng)，若設置的β_A適當，將使

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

從而A區不產(chǎn)生本區域的控制功率。

對B區Δf＜0，ΔP_tB＜0。B區Δf和ΔP_tB的符號相同，B區有負荷變動(dòng)，B區產(chǎn)生相應控制功率調整。當Δf和ΔP_tB均為負值時(shí)，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區內發(fā)電機增加出力，直到頻率恢復及聯(lián)絡(luò )線(xiàn)功率變化為0時(shí)為止。調整結果必然是

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

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

某區域負荷發(fā)生變化，從而引起頻率和聯(lián)絡(luò )線(xiàn)功率的變化，區域控制誤差產(chǎn)生對應區域發(fā)電機改變功率輸出，實(shí)現區域內的就地平衡，Δf＝0，ΔP_t＝0。

 

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