2007年11月 电工技术学报 Vol.22 No.11 第22卷第11期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Nov.2007 电力系统频率控制理论与发展 刘梦欣王杰陈陈 (上海交通大学电气工程系上海200240) 摘要电力系统频率是电力系统运行参数中最重要的参数之一。对系统频率控制的分析与研 究是电力系统安全运行中一个不可忽视的部分。随着电力市场环境的产生与发展，系统在满足安 全性及可靠性的前提下，如何准确地进行频率控制以实现电力市场的经济目标成为一大挑战。本 文筒单介绍了电力系统频率控制的基本概念及相关问题，以控制模型为线索对各种控制方法进行 了系统的分类与评述，较为全面地研究和分析了近年来国内外学者在电力系统频率控制研究领域 的成果以及经验教训。并在此基础上对该领域今后的研究方向作了展望，给出了系统频率控制领 域今后重点研究的方向。 关键词：频率控制电力市场安全性自动发电控制 中图分类号：TM732 Theory and Development of Power System Frequency Control Liu Mengxin Wang Jie Chen Chen (Shanghai Jiaotong University Shanghai 200240 China) Abstract Frequency is one of the most important parameters in power system.The analysis and research of system frequency is essential for the secure operation of system.With the formation and development of competitive electricity market environment,how to control system frequency accurately to achieve the economic goal of electricity market on condition that the security and reliability constraints are satisfied has been an urgent topic of present power system.The basic concepts of frequency control and interrelated issues are introduced in this paper.The classification and assessment of frequency control methods are put forward on basis of control models.Recent achievements and experience presented by lots of scholars in this research field at home and abroad are studied and analyzed comprehensively.At last,the research direction of system frequency control in the future is prospected and further key research issues in this field are proposed in this paper. Keywords:Frequency control,power electricity market,security of power system,automatic generation control 电厂运行偏离经济性，还影响整个电网的经济运行。 1引言 频率过低时，还会危及全系统的安全运行。因此， 频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要因 电力系统频率一方面作为衡量电能质量的指标，需 素，它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本 加以动态监测以作为实施安全稳定控制的重要状态 状态。频率异常将会给发电机和系统的安全运行以 反馈量：另一方面必须对系统频率进行有效控制。 及用户带来极为严重的后果，例如发电机组和厂用 对于频率测量方法已取得较丰硕的成果，诸如基于 电辅机等设备将偏离工况，从而使它们的效率降低， 改进递归小波的电力系统频率测量方法和基于数字 微分算法的系统频率快速测量方法以及一些有 效的频率估计新方法3)，都可以提高频率测量的精 国家自然科学基金项目(60674035)，2005年国家白然科学基金 重大项目(50595412)。 度、计算速度和测量的鲁棒性。但由于电力系统负 收稿日期2006-11-20改稿日期2007-01-29 荷的动态和惯性特性，尽管技术不断进步，系统辨2007 年 11 月 电 工 技 术 学 报 Vol.22 No.11 第 22 卷第 11 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Nov. 2007 电力系统频率控制理论与发展 刘梦欣 王 杰 陈 陈 （上海交通大学电气工程系 上海 200240） 摘要 电力系统频率是电力系统运行参数中最重要的参数之一。对系统频率控制的分析与研 究是电力系统安全运行中一个不可忽视的部分。随着电力市场环境的产生与发展，系统在满足安 全性及可靠性的前提下，如何准确地进行频率控制以实现电力市场的经济目标成为一大挑战。本 文简单介绍了电力系统频率控制的基本概念及相关问题，以控制模型为线索对各种控制方法进行 了系统的分类与评述，较为全面地研究和分析了近年来国内外学者在电力系统频率控制研究领域 的成果以及经验教训。并在此基础上对该领域今后的研究方向作了展望，给出了系统频率控制领 域今后重点研究的方向。 关键词：频率控制 电力市场 安全性 自动发电控制 中图分类号：TM732 Theory and Development of Power System Frequency Control Liu Mengxin Wang Jie Chen Chen （Shanghai Jiaotong University Shanghai 200240 China） Abstract Frequency is one of the most important parameters in power system. The analysis and research of system frequency is essential for the secure operation of system. With the formation and development of competitive electricity market environment, how to control system frequency accurately to achieve the economic goal of electricity market on condition that the security and reliability constraints are satisfied has been an urgent topic of present power system. The basic concepts of frequency control and interrelated issues are introduced in this paper. The classification and assessment of frequency control methods are put forward on basis of control models. Recent achievements and experience presented by lots of scholars in this research field at home and abroad are studied and analyzed comprehensively. At last, the research direction of system frequency control in the future is prospected and further key research issues in this field are proposed in this paper. Keywords：Frequency control, power electricity market, security of power system, automatic generation control 1 引言 频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要因 素，它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本 状态。频率异常将会给发电机和系统的安全运行以 及用户带来极为严重的后果，例如发电机组和厂用 电辅机等设备将偏离工况，从而使它们的效率降低， 电厂运行偏离经济性，还影响整个电网的经济运行。 频率过低时，还会危及全系统的安全运行。因此， 电力系统频率一方面作为衡量电能质量的指标，需 加以动态监测以作为实施安全稳定控制的重要状态 反馈量；另一方面必须对系统频率进行有效控制。 对于频率测量方法已取得较丰硕的成果，诸如基于 改进递归小波的电力系统频率测量方法和基于数字 微分算法的系统频率快速测量方法[1-2]以及一些有 效的频率估计新方法[3-4]，都可以提高频率测量的精 度、计算速度和测量的鲁棒性。但由于电力系统负 荷的动态和惯性特性，尽管技术不断进步，系统辨 国家自然科学基金项目（60674035），2005 年国家自然科学基金 重大项目（50595412）。 收稿日期 2006-11-20 改稿日期 2007-01-29