2010.34(19) 电力系玩自动化 数之和。 2互联电力系统调频的三段式B系数方法 3)频率偏差超过士0.05Hz时，B系数等于负 荷、火电和水电机组的频率特性系数之和。 在电力系统中，火电、水电机组通常设置不同的 一次调频死区，于是就产生了3个频差区间。三段 在此基础上，三段式B系数的测算方法如下： I)利用北美电力系统可靠性委员会(NERC)推 式B系数设置方法在3个频差区间内各设置一个B 荐的电网频率响应及其自然频率系数计算方法”1 系数，从理论上讲，能够比较准确地跟踪P。然而， 测算第3段B值： 通过对南方电网进行调频试验和仿真分析发现，直 B=APA-AP 接引入三段式B系数会导致以下2个问题： Af A-Af B (1) 1)在三段式B系数的分界点处，B系数突变会 B3≈B (2) 导致ACE值突变，进而ACE曲线产生毛刺，如图1 式中：△PA和△fA分别为系统扰动前的功率偏差值 所示。 和频率偏差值：△PB和△fB分别为系统扰动后调速 400 300 器紧随动作使频率趋于稳定而AGC尚未动作前的 200 功率偏差值和频率偏差值。 100 2)根据扰动时的系统负荷与负荷频率特性系 数，计算与负荷相关的自然频率系数（第1段B 值)： 200 -300 B1≈BL (3) 0 10 20 30 40 50 6小 /min BL.=Bi Pu (4 图1三段式B值导致的ACE突变示意图 fe Fig.1 ACE fluctuations caused by the 式中：Bi为频率变化1%引起的有功功率变化，根 three stage B value 据系统负荷水平和组成成分等确定，一般取1%~ 3%;PL和f:分别为额定负荷和系统额定频率。 就调频性能评价而言，常用的控制性能标准 3)根据火电与水电容量比例，近似得出第2段 (CPS)指标CPS1与CPS2计算方法分别为o: B值： EACE△f SCPSI= 2 ×100%= 10B B2≈BGKh+BL (5) Bc≈B-BL 6) 2 10B△f+△P)△E] ×100%= 式中：BL和Bc分别为负荷和发电机的频率特性系 10B6 数：K融为火电装机容量占总装机（火电和水电）容量 2- △E2.△P 日-10B8 ×100% (7) 的比例。 根据三段式B系数的原理与测算方法，利用南 SCPS2=IEACE.avg 10minl (8) 方电网2008年数次机组跳闸事故的相关数据，得到 式(7)、式(8)中各个符号的含义参见文献10]， 南方电网三段式B系数如表1所示。 这里不赘述。可见，由于跨越分界点前后频率偏差 近似相等，而B值与ACE值发生突变，从而造成两 表1南方电网三段式B系数测算值 Table 1 Three stage B coefficient calculation values 点的CPS指标差别很大。尽管CPS指标突变会加 of China Southern Power Grid 大对各中调的CPS考核力度，从而促进相关控制区 三段式10B系数/(MW·Hz1) 域积极参与调节，但在实际应用中发现以下问题：一 省区 枯水期 丰水期 方面，虽然执行CPS以来，南方电网频率质量得到 1 2 3 1 2 3 广东 大幅提高，但与此同时带来了另一个问题，即在小扰 145835853743169748935132 广西 162 477 824 189 6631184 动情况下各中调为争夺CPS指标导致的频率过调 云南 168 5031077 196 6991562 现象：由于B系数突变加大了对各中调的CPS考核 贵州 148 8041072 17311581561 力度，促使各中调争夺CPS指标的现象会进一步加 总调 05911098 08891651 重，从而会造成小扰动情况下频率过调现象也进一 全网合计1936596078142255830211090 注：B系数的单位为MW/0.1Hz.为方便使用.通常采用10B. 步加重：另一方面，目前南方电网各中调在执行 单位为MW/Hx三段式10B系数按照频差划分为3段，依 CPS考核过程中，调度员需实时监测CPS指标，在 次为：1△f1≤0.033Hz,0.033Hz<1△f1≤0.05Hz, 某些情况（如网内AGC机组调节性能较差、调节容 I△fI>0.05Hz. 量较小)下，调度员需根据CPS指标实时手动进行 42011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.net数之和。 3) 频率偏差超过
0. 05 Hz 时,
系数等于负 荷、火电和水电机组的频率特性系数之和。 在此基础上, 三段式 B 系数的测算方法如下: 1) 利用北美电力系统可靠性委员会( NERC) 推 荐的
电网频率响应及其自然频率系数计算方法
[ 9] 测算第 3 段 B 值: B =
P A -
P B
f A -
f B ( 1) B3
B ( 2) 式中:
PA 和
f A 分别为系统扰动前的功率偏差值 和频率偏差值;
PB 和
f B 分别为系统扰动后调速 器紧随动作使频率趋于稳定而 AGC 尚未动作前的 功率偏差值和频率偏差值。 2) 根据扰动时的系统负荷与负荷频率特性系 数, 计算与负荷相关的自然频率系数( 第 1 段 B 值) : B1
B L ( 3) BL = B * L PLe f e ( 4) 式中: B * L 为频率变化 1% 引起的有功功率变化, 根 据系统负荷水平和组成成分等确定, 一般取 1% ~ 3%; PLe和 f e 分别为额定负荷和系统额定频率。 3) 根据火电与水电容量比例, 近似得出第 2 段 B 值: B2
BG K gh + BL ( 5) B G
B - BL ( 6) 式中: BL 和 BG 分别为负荷和发电机的频率特性系 数; K gh为火电装机容量占总装机( 火电和水电) 容量 的比例。 根据三段式 B 系数的原理与测算方法, 利用南 方电网 2008 年数次机组跳闸事故的相关数据, 得到 南方电网三段式 B 系数如表 1 所示。 表 1 南方电网三段式 B 系数测算值 Table 1 Three
stage B coefficient calculation values of China Southern Power Grid 省区 三段式 10B 系数/ (M W
H z - 1 ) 枯水期 1 2 3 丰水期 1 2 3 广东 1 458 3 585 3 743 1 697 4 893 5 132 广西 162 477 824 189 663 1 184 云南 168 503 1 077 196 699 1 562 贵州 148 804 1 072 173 1 158 1 561 总调 0 591 1 098 0 889 1 651 全网合计 1 936 5 960 7 814 2 255 8 302 11 090 注: B 系数的单位为 MW/ 0. 1Hz, 为方便使用, 通常采用 10B, 单位为 MW/ H z; 三段式 10B 系数按照频差划分为3 段, 依 次为: |
f |
0. 033 H z, 0. 033 Hz < |
f |
0. 05 H z, |
f | > 0. 05 Hz。 2 互联电力系统调频的三段式 B 系数方法 在电力系统中, 火电、水电机组通常设置不同的 一次调频死区, 于是就产生了 3 个频差区间。三段 式 B 系数设置方法在 3 个频差区间内各设置一个B 系数, 从理论上讲, 能够比较准确地跟踪
。然而, 通过对南方电网进行调频试验和仿真分析发现, 直 接引入三段式 B 系数会导致以下 2 个问题: 1) 在三段式 B 系数的分界点处, B 系数突变会 导致 ACE 值突变, 进而 ACE 曲线产生毛刺, 如图 1 所示。 图 1 三段式 B 值导致的 ACE 突变示意图 Fig. 1 ACE fluctuations caused by the three
stage B value 就调频性能评价而言, 常用的控制性能标准 ( CPS) 指标 CPS1 与 CPS2 计算方法分别为 [ 10] : SCPS1= 2- EACE
f 10B
2 1
100%= 2- ( 10B
f +
P)
f 10B
2 1
100%= 2-
f 2
2 1 -
P
f 10B
2 1
100% ( 7) SCPS2 = | E ACE, avg
10min | ( 8) 式( 7) 、式( 8) 中各个符号的含义参见文献[ 10] , 这里不赘述。可见, 由于跨越分界点前后频率偏差 近似相等, 而 B 值与 ACE 值发生突变, 从而造成两 点的 CPS 指标差别很大。尽管 CPS 指标突变会加 大对各中调的 CPS 考核力度, 从而促进相关控制区 域积极参与调节, 但在实际应用中发现以下问题: 一 方面, 虽然执行 CPS 以来, 南方电网频率质量得到 大幅提高, 但与此同时带来了另一个问题, 即在小扰 动情况下各中调为争夺 CPS 指标导致的频率过调 现象; 由于 B 系数突变加大了对各中调的 CPS 考核 力度, 促使各中调争夺 CPS 指标的现象会进一步加 重, 从而会造成小扰动情况下频率过调现象也进一 步加重; 另一方面, 目前南方电网各中调在执行 CPS 考核过程中, 调度员需实时监测 CPS 指标, 在 某些情况( 如网内 AGC 机组调节性能较差、调节容 量较小) 下, 调度员需根据 CPS 指标实时手动进行
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