新聞主題	并網型發電機組的聯合調頻

 

隨著電力系統容量的不斷增加，大負荷中心的出現，現代系統已發展為一個由若干個發電系統通過聯絡線連接構成的并網發電機組。一般并網發電機組由幾個區域電力系統通過聯絡線連接而成，例如某區域電力系統A和B組成的并網發電機組。

 

圖1 2臺并網型柴油發電機組

 

 

一、調頻的目的

 

并網發電機組的調頻方式通常要求維護系統頻率的穩定和聯絡線功率，保持合同輸送功率的恒定。每個調度中心實時監控計算機系統中 AGC（Automatic GenerationControl）應完成如下任務。

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

（2）控制地區電網間聯絡線的交換功率與計劃值相等，實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，發電機組間負荷實現經濟分配。

二、調頻的數學仿真

 

AGC所需信息，如各發電機組實發功率P_Gi、線路潮流、節點電壓等，由各廠站側的遠動裝置送到調度中心，形成實時數據庫。AGC軟件按預定數學模型和調節準則統一確定各調頻廠（或發電機組）的調節量，通過遠動下行通道把指令送到各廠站發電機組，形成調節指令控制各調頻發電機組的出力。

最常用的是頻率聯絡線功率偏差控制 TBC（Tie line load frequency Bias Control）。即按頻差及聯絡線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就地平衡，這實際上是多系統調頻觀點，這種調頻方式是大型電力系統或并網發電機組中常用的一種方法。

采用頻率聯絡線路功率偏差控制（TBC）方式，不僅要消除頻差（Δf＝0）而且還要消除聯絡線路中的交換功率偏差（ΔP_t＝0）。也就是說，每個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為區域控制誤差ACE（Area Control Error）。如圖2所示，設有兩區域電網通過聯絡線相接，兩區域負荷分別為PLA和PLB，在聯絡線兩側的功率分別為P_tA和P_tB，設置測量關口A和B，ACE_a和ACE_b。

 

圖2 發電機并網系統輸出圖

 

A區測量關口的區域控制誤差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。

當負荷有變動時，頻率和聯絡線功率均有變化，ACE產生誤差，相應產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，Δf＜0，聯絡線上出現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區無負荷變動，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，B區產生相應控制功率調整。當Δf和ΔP_tB均為負值時，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區內發電機增加出力，直到頻率恢復及聯絡線功率變化為0時為止。調整結果必然是

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

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

某區域負荷發生變化，從而引起頻率和聯絡線功率的變化，區域控制誤差產生對應區域發電機改變功率輸出，實現區域內的就地平衡，Δf＝0，ΔP_t＝0。

 

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