新聞主題	并網(wǎng)型發(fā)電機組的聯(lián)合調(diào)頻

 

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，大負(fù)荷中心的出現(xiàn)，現(xiàn)代系統(tǒng)已發(fā)展為一個由若干個發(fā)電系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線連接構(gòu)成的并網(wǎng)發(fā)電機組。一般并網(wǎng)發(fā)電機組由幾個區(qū)域電力系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線連接而成，例如某區(qū)域電力系統(tǒng)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(diào)頻的目的

 

并網(wǎng)發(fā)電機組的調(diào)頻方式通常要求維護系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定和聯(lián)絡(luò)線功率，保持合同輸送功率的恒定。每個調(diào)度中心實時監(jiān)控計算機系統(tǒng)中 AGC（Automatic GenerationControl）應(yīng)完成如下任務(wù)。

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

（2）控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各地區(qū)有功功率的就地平衡；

（3）在安全運行前提下，所管轄系統(tǒng)范圍內(nèi)，發(fā)電機組間負(fù)荷實現(xiàn)經(jīng)濟分配。

二、調(diào)頻的數(shù)學(xué)仿真

 

AGC所需信息，如各發(fā)電機組實發(fā)功率P_Gi、線路潮流、節(jié)點電壓等，由各廠站側(cè)的遠動裝置送到調(diào)度中心，形成實時數(shù)據(jù)庫。AGC軟件按預(yù)定數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)準(zhǔn)則統(tǒng)一確定各調(diào)頻廠（或發(fā)電機組）的調(diào)節(jié)量，通過遠動下行通道把指令送到各廠站發(fā)電機組，形成調(diào)節(jié)指令控制各調(diào)頻發(fā)電機組的出力。

最常用的是頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制 TBC（Tie line load frequency Bias Control）。即按頻差及聯(lián)絡(luò)線路交換功率偏差調(diào)節(jié)，最終維持的是系統(tǒng)頻率，各地區(qū)電力系統(tǒng)負(fù)荷波動就地平衡，這實際上是多系統(tǒng)調(diào)頻觀點，這種調(diào)頻方式是大型電力系統(tǒng)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)線路中的交換功率偏差（ΔP_t＝0）。也就是說，每個控制區(qū)負(fù)責(zé)本區(qū)域的功率調(diào)整，通常把本區(qū)域調(diào)節(jié)作用的信號稱為區(qū)域控制誤差A(yù)CE（Area Control Error）。如圖2所示，設(shè)有兩區(qū)域電網(wǎng)通過聯(lián)絡(luò)線相接，兩區(qū)域負(fù)荷分別為PLA和PLB，在聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)的功率分別為P_tA和P_tB，設(shè)置測量關(guān)口A和B，ACE_a和ACE_b。

 

圖2 發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)輸出圖

 

A區(qū)測量關(guān)口的區(qū)域控制誤差A(yù)CE_a為

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

B區(qū)測量關(guān)口的區(qū)域控制誤差A(yù)CE_b為

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

式中 β_A、β_B-分別為A區(qū)和B區(qū)的頻率修正系數(shù)。

當(dāng)負(fù)荷有變動時，頻率和聯(lián)絡(luò)線功率均有變化，ACE產(chǎn)生誤差，相應(yīng)產(chǎn)生本區(qū)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(qū)域的積分控制增益。

設(shè)A區(qū)負(fù)荷不變，B區(qū)負(fù)荷增長，Δf＜0，聯(lián)絡(luò)線上出現(xiàn)A端流向B端的功率增量，即ΔP_tA＞0；ΔP_tB＜0。

對A區(qū)Δf＜0，ΔP_tA＞0，A區(qū)Δf和ΔP_tA的符號相反，A區(qū)無負(fù)荷變動，若設(shè)置的β_A適當(dāng)，將使

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

從而A區(qū)不產(chǎn)生本區(qū)域的控制功率。

對B區(qū)Δf＜0，ΔP_tB＜0。B區(qū)Δf和ΔP_tB的符號相同，B區(qū)有負(fù)荷變動，B區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)控制功率調(diào)整。當(dāng)Δf和ΔP_tB均為負(fù)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(qū)內(nèi)發(fā)電機增加出力，直到頻率恢復(fù)及聯(lián)絡(luò)線功率變化為0時為止。調(diào)整結(jié)果必然是

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

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

某區(qū)域負(fù)荷發(fā)生變化，從而引起頻率和聯(lián)絡(luò)線功率的變化，區(qū)域控制誤差產(chǎn)生對應(yīng)區(qū)域發(fā)電機改變功率輸出，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的就地平衡，Δf＝0，ΔP_t＝0。

 

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