CPS标准评价控制区域调频性能准确性的研究

论文摘要

电力系统运行的基本任务是保证发供电平衡,向用户提供稳定可靠、高质量的电能。电网频率是衡量电能质量的重要指标,反映了发电有功功率和负荷功率之间的平衡关系,是电力系统运行中重要的控制参数,它与用户电力设备以及发供电设备本身的安全和效率有着密切的关系。随着我国电力工业的飞速发展,区域电网间的互联已成为事实。互联电网能够充分发挥事故支援的优势,增强系统抵御风险的能力,可以更有效地发挥大电网的优势。电力系统以自动负荷频率控制的发电控制方式(包括一二次调频)维持系统中有功功率的平衡,确保频率稳定在额定值附近。长期以来,我国电力部门一直按A系列标准对互联电网中各控制区域的供需性能进行评价。1998年NERC(北美电力可靠性委员会)制定了CPS(Control PerformanceStandard)标准,该标准基于数理统计方法制定,并作为频率及联络线功率控制运行管理及考核标准近年来被逐步广泛接受,我国各区域电网也逐步开始试行此标准。但通过对CPS1的剖析,发现该考核指标中具有独立的与系统(?)~2有关项,而系统频率是整个系统多区域共同调整的结果,此项的存在有可能使区域的调节性能被系统总体情况淹没,CPS1指标可能不能准确衡量区域的一二次调频性能,因此有必要深入研究当区域具有不同的控制性能时,CPS1指标是否能够准确地反映其一、二次调频性能。本文首先在了解一次、二次调频机理的基础上剖析CPS1指标,分析其对控制区域调频效果的反映程度。然后建立了能够准确模拟实际互联系统的两区域仿真模型,然后利用此仿真模型考察在真实负荷波动下当一区域一次或二次调频性能单独变化时对两区域CPS1考核值的影响,最终仿真结果表明CPS指标不能够准确的对区域一次或二次调频性能单独进行评价。本文的工作对深入剖析CPS标准提供了有力的佐证,为我国区域电网试行CPS标准过程中的探索工作提供了一定的参考,为进一步寻求对区域一次、二次频率调整能力准确评价的方法提供了前期的预备工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 相关研究背景
• 1.2 本文的主要工作及内容安排
• 2 互联电网一二次调频概述及CPS评价指标剖析
• 2.1 一二次调频概述
• 2.2 电网AGC的控制模式
• 2.3 CPS指标简介
• 2.4 CPS1指标剖析
• 2.5 CPS1能否准确反映区域调频性能的研究思路
• 3 仿真系统的建立
• 3.1 MATLAB/Simulink简介
• 3.2 燃煤机模型建立及调频性能验证
• 3.2.1 燃煤机概述
• 3.2.2 燃煤机一次调频建模及性能验证
• 3.2.3 燃煤机一二次调频建模及性能验证
• 3.3 燃气轮机模型建立及调频性能验证
• 3.3.1 燃气轮机概述
• 3.3.2 燃气轮机一次调频建模及性能验证
• 3.3.3 燃气轮机一二次调频建模及性能验证
• 3.4 水电机组模型建立及调频性能验证
• 3.4.1 水电机组概述
• 3.4.2 水电机组一次调频建模及性能验证
• 3.4.3 水电机组一二次调频建模及性能验证
• 3.5 水火电良好配合模式下的互联仿真系统建立
• 3.5.1 电力系统负荷变化规律及负荷扰动模型建立
• 3.5.2 联络线模型
• 3.5.3 互联仿真系统建立
• 3.6 CPS评价指标仿真模型建立
• 4 互联系统中一次调频性能对CPS1指标的影响研究
• 4.1 十五日负荷波动处理
• 4.2 两区域结构完全相同情况下的研究
• 4.2.1 调差系数改变前后对指标值的影响
• 4.2.2 一次限幅改变前后对指标值的影响
• 4.2.3 一次调频速率改变前后对指标值的影响
• 5.2.4 一次调频死区改变前后对指标值的影响
• 4.3 仿真总结
• 5 互联系统中二次调频性能对CPS1指标的影响研究
• 5.1 两区域完全相同情况下的研究
• 5.1.1 B系数变动对区域指标影响
• 5.1.2 二次调频机组死区变化对区域指标影响
• 5.1.3 二次调频机组爬坡速率限制变化对区域指标影响
• 5.2 仿真总结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢