第3期 于洋，等：电力系统频率稳定及其统计特性的研究 555 就越大，但这并不会改变系统的幂尾特性().当安 表4低频减载方案2、3 排不同容量的旋转备用时(5%，15%，25%)，相应的 Tab.4 Additional load shedding schemes 停电规模概率分布如图8所示显然，安排越多的旋 方案编号步骤 f T山sX1% 转备用，系统的停电规模及概率就会越小，但达到一 1 0.9850.98 0.5 9 定的比例之后，更多的旋转备用所带来的效益并 2 0.98 0.975 0.5 6 2 3 0.975 0.97 0.5 5 不明显 4 0.97 0.965 0.5 5 ·1台机组起始扰动 2台机组起始扰动 1 0.985 0.98 0.3 9 1.000 ·3台机组起始扰动 2 0.98 0.975 0.3 > 3 3 0.975 0.97 0.3 7 0.1 B=-1.548 4 0.97 0.965 0.3 6 0.01 5 0.9750.96 0.3 6 B=-1.637 0.001 ·低频减载方案1 B=-1.644 1.000 。低颜减载方案2 0.0001 ~低颜减载方案3 0.1 B=-0.624 0.050.10.20.40.51.0 x/p.u. 0.01 β=-1.007 图7不同起始故障规模停电规模概率分布比较（四阶 0.001 B=-1.086 模型，15%的旋转备用，低频减载方案1) 0.0001 Fig.7 Distributions of blackout size with different ini tial dist urbance sizes 4thr orders model with 0.05 0.10.2 0.40.51.0 15%spinning reserve,load shedding scheme 1) x/p.u. 图9不同低频减载方案情况下的停电规模和概率分布 ·5%旋转备用 图（四阶模型，5%的旋转备用，2台机组起始扰动） 。15%旋 1.000 25%旋转备用 Fig.9 Dist ributions of blackout size (w ith different u B=-0.624 f.load shedding schemes fourthr order model 0.1 with 5%spinning reserve,initial dist urbance: 0.01 tripping of two generators) B=-1.637 0.001 B=-2.209 5结语 0.0001 0.05 0.1 0.2 0.40.5 1.0 在扰动后的系统动态过程中，频率稳定是全局 x/p.u. 性的问题.由此，本文提出了一种简单而实用的确定 图8不同旋转备用情况下的停电规模和概率分布图 性模型以分析短期频率过程，同时分析并考虑了机 (四阶模型，2台机组起始扰动) 组频率保护、低频减载装置以及元件切除时间的随 Fig.8 Distributions of blackout size w ith different spirr 机性.该模型可以很好的反映初始扰动过后系统的 ning reserve (4tlr order model with u.f.load 短期频率特性，频率保护与低频减载装置的动作随 shedding scheme 1,initial disturbance:tripping 机性也得到了一定的考虑 of two generators). 该模型能够快速、有效的分析系统频率连锁故 表4提供了另外2套低频减载方案，与方案1 障行为及其特性，仿真结果表明停电规模概率符合 相比，方案2的减载总量不变但起始轮次的减载量 幂率分布，揭示了系统具有自组织临界性.同时，对 增大方案3增加了减载总量.图9比较了采用3种 比分析了一次调频、起始故障规模、旋转备用容量以 不同低频减载方案时的系统停电规模和概率分布. 及不同低频减载方案对频率动态过程和停电规模及 方案2的效果十分明显，方案3与方案2相比其效 其概率的影响.这为今后进一步研究电力系统频率 果并不明显，这说明起始轮次的切载量对降低停电 崩溃奠定了基础.系统拓扑结构对停电的影响将在 今后的工作中予以分析. 规模和概率是十分明显的 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net就越大, 但这并不会改变系统的幂尾特性( ∀) . 当安 排不同容量的旋转备用时( 5%, 15% , 25% ) , 相应的 停电规模概率分布如图 8 所示. 显然, 安排越多的旋 转备用, 系统的停电规模及概率就会越小, 但达到一 定的比例之后, 更多的旋转备用所带来的效益并 不明显. 图 7 不同起始故障规模停电规模概率分布比较( 四阶 模型, 15%的旋转备用, 低频减载方案 1) Fig . 7 Distributio ns of blacko ut size with different ini
tial dist ur bance sizes ( 4th
o rders model with 15% spinning r eser ve, load shedding scheme 1) 图 8 不同旋转备用情况下的停电规模和概率分布图 (四阶模型, 2 台机组起始扰动) Fig . 8 Distributions o f blacko ut size w ith different spin
ning r eser ve ( 4th
order mo del with u. f. load shedding scheme 1, initial distur bance: tripping of tw o g ener ators) . 表 4 提供了另外 2 套低频减载方案, 与方案 1 相比, 方案 2 的减载总量不变但起始轮次的减载量 增大, 方案 3 增加了减载总量. 图 9 比较了采用 3 种 不同低频减载方案时的系统停电规模和概率分布. 方案 2 的效果十分明显, 方案 3 与方案 2 相比其效 果并不明显, 这说明起始轮次的切载量对降低停电 规模和概率是十分明显的. 表 4 低频减载方案 2、3 Tab. 4 Additio nal lo ad shedding schemes 方案编号 步骤 f∃1 f∃2 T / s X / % 2 1 0. 985 0. 98 0. 5 9 2 0. 98 0. 975 0. 5 6 3 0. 975 0. 97 0. 5 5 4 0. 97 0. 965 0. 5 5 3 1 0. 985 0. 98 0. 3 9 2 0. 98 0. 975 0. 3 7 3 0. 975 0. 97 0. 3 7 4 0. 97 0. 965 0. 3 6 5 0. 975 0. 96 0. 3 6 图 9 不同低频减载方案情况下的停电规模和概率分布 图( 四阶模型, 5%的旋转备用, 2 台机组起始扰动) Fig. 9 Dist ributions o f blackout size ( ) w ith differ ent u. f. load shedding schemes ( fourth
or der model w ith 5% spinning r eser ve, initial dist ur bance: tripping of tw o g enerators) 5 结 语 在扰动后的系统动态过程中, 频率稳定是全局 性的问题. 由此, 本文提出了一种简单而实用的确定 性模型以分析短期频率过程, 同时分析并考虑了机 组频率保护、低频减载装置以及元件切除时间的随 机性. 该模型可以很好的反映初始扰动过后系统的 短期频率特性, 频率保护与低频减载装置的动作随 机性也得到了一定的考虑. 该模型能够快速、有效的分析系统频率连锁故 障行为及其特性, 仿真结果表明停电规模
概率符合 幂率分布, 揭示了系统具有自组织临界性. 同时, 对 比分析了一次调频、起始故障规模、旋转备用容量以 及不同低频减载方案对频率动态过程和停电规模及 其概率的影响. 这为今后进一步研究电力系统频率 崩溃奠定了基础. 系统拓扑结构对停电的影响将在 今后的工作中予以分析. 第 555 3 期 于洋, 等: 电力系统频率稳定及其统计特性的研究