[发明专利]一种电力系统频率偏移安全性的控制方法

说明书

本发明公开了一种电力系统频率偏移安全性的控制方法，步骤1：根据可控节点的评价指标选择参与频率紧急控制的节点；步骤2：基于多项式函数拟合法求取紧急控制功率调节量和功率调节方案。本发明基于频率偏移安全裕度指标和频率偏移安全控制评价指标提出了电力频率偏移安全控制方法，可以有效解决电力系统频率异常的消除问题。它有助于研究者深入理解频率偏移安全的控制机理，并为工程人员制定频率安全自动控制装置控制策略的工作提供了有力工具。

技术领域

本发明涉及一种电力系统频率偏移安全性的控制方法，属于电力系统安全稳定分析与控制技术领域。

背景技术

频率是电力系统最重要的物理量之一，保持频率在合格范围内是电力系统运行的重要任务。暂态过程中，对汽轮机叶片和机组轴系扭振、发电机过励磁、辅机安全性的考虑，都需保证频率偏移安全性，大幅度频率偏移(或称为频率异常)可能触发连锁跳闸，导致系统崩溃 (文献一《考虑累计效应的频率偏移安全性量化评估》电力系统自动化2010年12月第34卷第24期第5-10页)。

引起电力系统频率异常的根本原因是系统中出现了功率的不平衡，而导致功率突变的直接原因是：①联络线出现故障开关跳闸，两侧功率出现了不平衡，②电力系统内有大容量发电机组突然投入或切除，③电力系统内有大的负荷突然投入或解除。针对这些原因，应配置频率安全自动控制装置(简称为自动装置)来消除电力系统大幅度频率偏移现象。按照频率偏移时频率上升和下降的不同，常见的自动装置有：(1)反映电力系统频率下降时动作的自动装置：低频减负荷自动控制装置；(2)反映电力系统频率上升时动作的自动装置：高频切除发电机组自动控制装置、高频率发电机组输出功率自动控制(即高频率时自动降低发电出力)装置等。为了制定自动装置的有效控制策略，有必要针对频率偏移安全性量化评估方法进行深入研究。

前美国西部系统可靠性委员会(WSCC)于1997年提出可靠性准则(文献二《Reliability Criteria for Transmission System Planning》Western SystemCoordinating Council 1997年)，明确规定了对暂态频率偏移安全性的具体要求，并相继提出了防止频率偏移过大的减载规程(文献三《WSCC Coordinated Off NominalFrequency Load Shedding and Restoration Plan》Under Frequency Issues WorkingGroup of WSCC Technical Studies Subcommittee 1997年)。暂态过程中，物理量的偏移(包括偏离幅度和持续时间) 是否在给定范围内是判断其安全性的主要依据。

通常，对暂态频率偏移安全性的要求可由基于给定频率偏移门槛值f_cr和偏出此给定值的频率异常持续时间t_cr构成的二元表[f_cr,t_cr] 来描述：当且仅当频率偏出(低频安全评估时为低于，高频安全评估时为高于)f_cr的持续时间超过t_cr时，判为暂态频率偏移不满足安全要求(文献四《暂态频率偏移可接受性的定量分析》电力系统自动化 2002年10月第26卷第19期第7-10页)。对于确定的频率响应曲线和二元表，该评估方法只能单独从频率或时间层面进行安全评估，并不能反映频率安全破坏的累积信息。