【摘要】：風電對電力系統(tǒng)現(xiàn)有調頻體系的影響是否顯著歷來存在爭議。文中考慮常規(guī)電源、負荷等與風電頻率特性的交互作用,推導了含不同比例風電的系統(tǒng)總功率波動概率模型,進而得到最大頻率偏差、靜態(tài)頻率偏差、一/二次調頻調整速度、調頻備用需求等關鍵調頻指標隨置信區(qū)間變化的概率表達式,從而提供了定量分析風電對系統(tǒng)調頻體系影響的方法。對電網進行仿真分析提供了參考性結論。
【圖文】：

在靜態(tài)頻率偏差；③二次調頻，若靜態(tài)頻率偏差過大，，則自動發(fā)電控制（ＡＧＣ）下達指令調整發(fā)電機出力整定值，作用于燃燒系統(tǒng)（火電機組）或水閥（水電機組），增大發(fā)電機出力。系統(tǒng)調頻特性通常用５個指標來衡量：①最大頻率偏差Δｆｍａｘ；②靜態(tài)頻率偏差Δｆｓｔ；③一次調頻調整速度，即某單位時間內常規(guī)機組參與一次調頻功率爬坡量；④二次調頻調整速度，即某單位時間內二次調頻機組功率爬坡量；⑤調頻備用容量需求。大規(guī)模風電并網后，對上述調頻體系及關鍵指標的影響如圖１所示。圖１（ａ）中曲線１和２分別為風電接入后和接入前的頻率曲線對比。風電接入取代了同步發(fā)電機組，因而系統(tǒng)整體慣性時間常數(shù)減小，系統(tǒng)慣性響應的最大頻率偏差Δｆｍａｘ和靜態(tài)頻率偏差Δｆｓｔ也增大。風電不提供調頻服務，系統(tǒng)一／二次調頻調整速度下降、調頻備用減小而功率波動增大，若系統(tǒng)一／二次調頻調整速度（見圖１（ｂ））跟不上功率波動，如圖１（ｂ）中曲線２和３所示，則頻率變化趨勢分別如圖１（ａ）中曲線３和４所示。圖１電力系統(tǒng)調頻過程及調頻能力Ｆｉｇ．１Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ本文通過考察上文中的主要調頻特性指標變化來定量分析風電對互聯(lián)電力系統(tǒng)的調頻特性影響。研究風電對系統(tǒng)調頻特性的影響的５個指標所需考慮的時間尺度是不同的。一次調頻跨越頻率死區(qū)要一定時間，并有遲滯時間，加上飛升時間１５ｓ，進而出力增大接近１００％需要一定時間，將最大頻率偏差研究時間尺度定為３０ｓ［７］；則一次調頻調整

電對系統(tǒng)調頻的影響。對互聯(lián)系統(tǒng)來說，各區(qū)域慣性響應和一次調頻互相提供支持；二次調頻如采用頻率偏差控制（ＴＢＣ）模式則沒有相互支持。因此下文研究慣性響應、一次調頻時考慮互聯(lián)特性，而研究二次調頻時則不考慮。３．１考慮慣性響應影響的最大頻率偏差計算方法風電取代部分同步發(fā)電機組以后，系統(tǒng)的等效慣性時間常數(shù)Ｈ＊減小，系統(tǒng)減緩頻率變化的能力減弱，因而頻率變化的動態(tài)過程中最大頻率偏差變大。考慮慣性響應和同步發(fā)電機組調速器模型［１６］的電力系統(tǒng)常規(guī)一次調頻閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖２所示。圖中：ΔＰ＊Ｌ為負荷變化量標幺值；Ｈ０為系統(tǒng)原慣性時間常數(shù)；Ｋ＊Ｌ０為負荷單位調節(jié)功率標幺值；Ｋ＊Ｇ０為發(fā)電機調差系數(shù)倒數(shù)；Ｔｓ為延時環(huán)節(jié)時間常數(shù)；Δｆ＊為頻率偏差標幺值。圖２常規(guī)一次調頻閉環(huán)控制系統(tǒng)Ｆｉｇ．２Ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｒｉｍａｒｙｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ一次調頻存在遲滯時間。風電比例較高時，慣性響應能力減弱，調頻遲滯時間內頻率變化明顯。考慮調頻遲滯時間為ｔｄ，圖２中的反饋環(huán)節(jié)在時域中需乘以ε（ｔ－ｔｄ），反饋環(huán)節(jié)ｓ域表達式為：Ｌε（ｔ－ｔｄ）Ｌ－１Ｋ＊Ｇ０１＋ｓＴ（（））ｓ＝Ｋ＊Ｇ０ｅ－ｔｄｓ＋１Ｔ（）ｓ１＋ｓＴｓ（１６）式中：Ｌ（·）和Ｌ－１（·）分別為拉普拉斯變換及其逆變換。典型地，調頻遲滯時間ｔｄ可�。担蟆ⅵぃ校�，Ｈ０，Ｋ＊Ｌ０，Ｋ＊Ｇ０的基準值化為ＰＬ，

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本文編號：2580817