一种互联电网扰动控制性能评价方法

文档序号:8225398
一种互联电网扰动控制性能评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及互联电网性能评价技术领域,尤其涉及一种互联电网扰动控制性能评 价方法。
【背景技术】
[0002] 自1960年以来,北美电力可靠性协会(现更名为北美电力可靠性公司,缩写同为 NERC) 一直采用其颁发的控制性能标准(Control Performance Criteria, CPC)体系来对 互联电网各控制区的控制性能予以评价。CPC包括A1、A2、B1、B2共4个标准。为了更加客 观地评价各控制区的控制行为对互联电网的作用,1997年2月1日起,NERC提出以新的控 制性能标准(Control Performance Standard, CPS)来替代原A1和A2标准,以扰动控制标 准(Disturbance Control Standard, DCS)来替代原B1和B2标准。其中DCS主要是确保 控制区能利用事故备用来平衡区域的电源损失,使互联区域的频率控制在规定范围内。
[0003] 1?北美DCS简介
[0004] 扰动控制标准是依据DCS指标对扰动后频率及区域控制偏差(Area Contro 1 Error, ACE)恢复情况,并结合失去的电源容量,对控制区域扰动恢复能力进行评价的标准。 其主要技术及指标如下:
[0005] (1)可报告扰动。可报告扰动是大于等于80%最严重单个故障(Most Severe Single Contingency, MSSC)的事故。只要正常的运行特性不被考虑或误认为是事故,那么 备用共享组可以选择性的减小80%的限制。在一分钟内发生的多个故障按单个故障进行处 理,如果多个故障的损失总量超过最严重单个故障MSSC,则只报告不进行评价。在一个可报 告扰动发生后lmin到恢复周期结束前发生的其他故障不进行评价。
[0006] (2)备用共享组(Reserving Sharing Group, RSG):-组控制区通过分摊并共享事 故备用容量来恢复互联电力系统中的故障。当备用共享组的一个成员遭遇了可报告扰动, 如果启动了备用共享的程序,则需要对整个备用共享组按DCS进行评价;否则,仅对扰动的 控制区进行评价。
[0007] (3)扰动恢复率Ri。对控制区域失去电源,根据故障前ACE可分为以下两种情况:
[0008] 如果ACEa<0,则
【主权项】
1. 一种互联电网扰动控制性能评价方法,其特征在于:包括以下步骤: A、 设定互联电力系统的扰动参量; 所述的扰动参量包括安全频率偏差限值Δ fd、特高压联络线功率波动限值Lft、关键机 组发电容量Giltjss、大规模负荷波动量Djltjss、直流外部联络线额定输送容量丽、风电置信容 量D a9和评价时长T ; B、 采集互联电力系统的扰动变量; 所述的扰动变量包括电网频率、特高压联络线功率、关键节点N-I故障损失功率、区外 直流损失功率、风电反调峰功率损失量; C、 计算扰动控制标准的启动条件; 所述的扰动控制标准启动条件包括频率越限、特高压线路波动越限、关键节点N-I故 障、直流外部联络线故障、风电反调峰;具体计算方法如下: CKi+筧颇率誠限启动备件:
(1) 式中,X1= O表示不启动扰动控制评价,X i= 1表示启动扰动控制评价;△ f为频率偏 差,单位Hz ; Δ fd为系统安全频率偏差限值,单位Hz,国家电网公司有关频率质量相关企业 标准规定:"互联电网频率的标准是50Hz,频率偏差不得超过±0. 2Hz ;在自动发电控制投 运情况下,互联电网频率按50±0. IHz控制;频率合格率不低于99. 99% ; "设定Afd= 0. 09Hz ; C2、计算特高压线路波动越限启动条件: 设区域i和区域j为特高压联络线互联两区域电网,特高压联络线功率越限 Λ PT> L Λ,Λ Pt为特高压联络线功率偏差,下标r为联络线编号,规定特高压联络线功率 由区域i到区域j为正方向,区域i为特高压线路功率波动正偏差越限的一方,区域j为特 高压线路功率波动负偏差越限的一方;L ft为该条特高压联络线功率波动限值,由联络线功 率波动长期统计值的均方根算出; 对区域i :
X2= X2i+X2J (4) 式中,X2^= 1表示启动扰动控制评价,X 2= 0表示不启动扰动控制评价;ACEi,ACE j分 别为区域i和区域j的区域控制偏差; C3、计算关键节点N-I故障启动条件:
式中,X3= 1表示启动扰动控制评价,X 3= O表示不启动扰动控制评价;Δ P 1()ss为机组 离线或负荷波动造成的功率损失;Giltjss为电网调度根据容量以及地域条件预先计算出的关 键机组发电容量,i = 1,2,…,Ne为关键机组编号;Djltjss为电网调度根据负荷规模以及地 域条件预先计算出的大规模负荷波动量,j = 1,2,…,Nd为大规模负荷编号; C4、计算直流外部联络线故障启动条件:
式中,X4= 1表示启动扰动控制评价,X 4= O表示不启动扰动控制评价;MW 1()SS为直流 外部联络线故障导致的功率损失量;MW为直流外部联络线额定输送容量;α为门槛系数, 取值范围为60%到80% ; C5、计算高峰时段风电反调峰启动条件:
式中,X5= 1表示高峰时段的风电反调峰,具备"一分钟内损失了大量发电功率"的特 征,并且损失发电功率量超过限定值,启动扰动控制评价,X5= 0表示损失发电功率量低于 限定值,不启动扰动控制评价;高峰时段风电反调峰导致的功率损失量;Da9为在 置信度90 %的情况下,基于有效载荷能力的风电置信容量; C6、计算扰动控制标准启动条件: X = Xi+X^Xg+X^Xg (8) X多1表示启动扰动控制性能评价; D、若启动扰动控制性能评价,则计算扰动控制性能评价指标; 所述的控制性能评价指标为备用容量、扰动恢复率、运行备用调整因子和调整的运行 备用容量;具体计算方法如下: D1、计算备用共享组总备用容量以及备用共享组内各控制区备用容量分配: Pe= MAX{P c PizI (9)
式中,Pk为备用共享组总备用容量;P。为备用共享组总容量;P MZ为备用共享组最大事 故容量;PRi为备用共享组内控制区i的备用容量;P ?为备用共享组内控制区i的容量;
为传输断面m的有功功率,是构成该断面的Nm条线路功率之和; D2、计算扰动恢复率:
式中,EAero为事故开始时备用共享组内各控制区区域控制偏差之和;EAeE1为扰动后T时 间末各控制区区域控制偏差之和;T为评价时长,即扰动恢复时长,按区域情况直接选择10 分钟或15分钟; D3、计算运行备用调整因子:
式中,CRA_S为备用共享组事故备用调整因子;为当前季度启动扰动控制性能评价 总次数Ai为第i次启动扰动控制性能评价的扰动恢复率; D4、计算备用共享组的调整运行备用容量: P,Ki=PKiX(CRA_/100) (13) 式中^ Ki为备用共享组i的调整运行备用容量;P Ki为备用共享组i的原先设置的备 用容量; E、评价区域电网扰动控制性能; 根据步骤A-D的结果,评价区域电网的扰动控制性能;具体评价如下: 扰动控制标准的等级按4级分类: 第一级朮在95% -100%之间; 第二级朮在90% -95%之间; 第三级朮在85% -90%之间; 第四级小于85% ; Ri值越大说明备用共享组对扰动后频率恢复贡献越大; 对于达到启动条件的扰动,备用共享组按季度对扰动恢复的平均水平进行统计,并按 季度统计各备用共享组的事故备用调整因子,以确定下一季度备用共享组的事故备用容 量。
【专利摘要】本发明公开了一种互联电网扰动控制性能评价方法,包括以下步骤:设定互联电力系统的扰动参量;采集互联电力系统的扰动变量;计算扰动控制标准的启动条件;计算扰动控制性能评价指标;评价区域电网扰动控制性能。本发明明确设定互联电力系统的扰动参量,根据采集的互联电力系统扰动变量,计算扰动控制标准的启动条件。提出将频率偏差、大规模负荷波动、特高压线路波动、关键线路故障、直流外部联络线故障以及风电反调峰因素纳入到扰动控制标准启动条件中,定量地给出了设置原则,可适用于各电网不同的电源结构与负荷结构。对于达到启动条件的扰动,计算评价指标,依此展开评价,并对备用共享组的事故备用容量进行调整,是普适性较好的评价方法。
【IPC分类】H02J3-00
【公开号】CN104538961
【申请号】CN201510015119
【发明人】李卫东, 吴玉琼, 王海霞, 巴宇
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月12日
再多了解一些
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