中国互联电网运行控制性能评价标准制定原则和需解决的问题-第2页-北极星输配电网

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达到运行的安全、优质和经济, 是电网管理与控制的三个重要目标。事实上, 系统的有功平衡与频率的稳定直接相关, 而有功平衡的程度反映了系统的安全水平, 因而系统的频率质量联系着系统运行的安全性。

作为电能质量的重要标志, 频率与系统运行的优质性密切相关。但是不计代价地一味追求频率维持于额定值会极度增加运行成本, 不仅不可行也没有必要。由于系统安全均有一定的裕度, 故频率只要保持在额定值附近的一个较小的范围内即可。

因此, 适宜的互联电网控制性能评价标准, 应可以引导系统的运行在安全、优质和经济性之间寻求一种平衡, 即, 应提出兼顾电网运行经济性的控制性能评价标准设计理念, 也就是说, 允许区域的控制行为在达到一定系统频率质量要求的前提下, 尽量节约调节控制成本——一方面应追求以较少的调整动作达到调整目的, 另一方面应避免由于标准要求的不合理或动作的延迟而引起的超调和反调现象。

3)频率调节责任在控制区域间的合理分配

现代电网已发展成由多个控制区域通过联络线连接起来的互联电力系统, 每个区域都是独立的经济实体。由于区域互联后各控制区同步运行, 故电网运行频率质量成为一项公共利益。在这种情况下, 基于自上而下、整体协调的原则, 每个控制区在分享电网互联带来益处的同时, 也都有责任控制所管辖发电机组的输出功率以更好地追踪自身的负荷变化, 以维持系统运行频率的稳定。

电网内各区域日负荷曲线形态或负荷扰动分量构成有可能不尽相似, 为实现各区调频责任的公平与合理地分配, 可考虑依据各区负荷扰动的长期统计特性量的比例来分配调频责任。在此基础上对区域进行考核和约束, 才能更合理和有效。

2制定适合中国电网运行实际的评价标准需研究的问题

2.1 明确采用控制性能评价标准的目的

如果欲在借鉴北美CPS标准的基础上设计相关标准, 则应根据中国国情, 首先明确采用此类标准的目的。如果主要关注于经济性, 则对于标准中的频率控制目标值ε1和ε10, 可取电网上一年基于1分钟和10分钟平均的频率偏差的均方根值, 这样在保证维持与上一年相当的频率质量的同时节约大量控制成本。如主要是关注于安全和优质性的均衡, 则或减小频率合格目标值ε1和ε10, 以提高对频率质量的要求; 或提高CPS1合格值(如: 150%), 并动态修正CPS2合格值, 以提高频率质量, 并控制联络线功率在合理限度内。

2.2 频率调节责任的分配

在频率控制模式方面, 与北美的互联电网的扁平管理模式不同, 中国电网实行的是国家、区域和省的三级调度管理体制, 每个级别均设有调度通信中心, 实施各自的调度职能。

频率调节责任的划分可通过频率偏差系数B的分配予以实现。其具体做法是, 首先由上一级电网(如国家电力调度通信中心)确定其整体频率调节责任, 即确定BS, 然后由该级调度部门将BS分配到其管辖的各控制区域(如: 区域电网调度中心), 即确定各控制区域的Bi, 从而实现对各控制区域(省网)二次调频责任分配。

在调度层面, 电网运行频率调节手段包括频率的一次和二次调节(AGC)。其中, 一次调节快速, 为分散控制, 但为有差调节; 二次调节较为缓慢, 为集中控制, 但可实现无差调节。关于提高控制区域的频率调节责任, 对于一次调节可依据强制性的措施, 要求相关机组安装或改造调速系统; 对于二次调节可通过增加B系数的数量获得(假定系统具备相应容量的AGC机组且性能优良)。

由于确定B系数的依据是系统的一次调节能力, 即β系数的数值, 而B系数所关联的物理量ACE是二次调节的依据; 还有, 某控制区域所承担的调频责任, 不仅与该区域的B相关, 还与β相关, 故B系数的确定与分配问题较为复杂。

2.3 控制区域一次、二次频率调节控制性能的单独评价

在频率调节中, 一次调节的成本高于二次调节, 若实施一、二次频率控制性能综合评价, 则可能会出现控制的博弈行为, 如: 控制区域放松对一次调节能力的管束以降低控制成本(控制区域要购置一、二次调节能力), 会导致整个系统一次调节能力下降, 造成运行频率质量降低, 严重甚至会危及频率安全。

因此, 有必要寻找能够分别且准确地评价控制区域一次、二次频率调节能力的标准, 实现频率一、二次调节的单独评价。文[10]对该方面的研究进行了思考, 提出了研究的思路。

原标题：【精彩论文推荐】刘娆, 等: 中国互联电网运行控制性能评价标准制定原则和需解决的问题

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