基于实时负荷信息测量的变电站新型低频减载方案研究

摘要

随着电力系统规模的不断增大，电力网络的结构越显复杂，维持电力系统频率稳定，避免大面积停电事故的发生显得极为重要。低频减载是低频紧急控制最为有效的一种措施，是电力系统安全稳定的第三道防线。因此，研究低频减载，提高低频减载在维持电网频率稳定和保证电能频率质量方面的能力，使其真正成为电力系统安全稳定运行的一道坚固防线，具有重要的现实意义。文中提出了基于实时负荷信息的变电站新型低频减载方案，并对与其相关的频率测量和负荷频率特性问题进行了分析研究，最后研究了该方案的实现。从理论分析和仿真测试结果可以看出，在系统存在有功功率缺额而频率下降时，文中所提方案能明显地加快频率恢复，切负荷量也较其它低频减载方案的要小。 论文主要内容有： 1）通过分析现有的低频减载装置，发现现有的低频减载方案都没有充分利用负荷的频率调节作用，使得负荷对频率的调节作用没有被充分发挥出来，低频减载方案的改进更多是着眼于切负荷点和减负荷量的整定上。本文针对这一问题提出了基于实时负荷信息的变电站新型低频减载方案。并对这一方案进行了仿真验证，结果显示负荷的频率调节效应系数（KL）越大的负荷，其对频率调节作用优于KL越小的负荷。 2）频率是低频减载最主要的依据，在本文所提方案中也是准确实测负荷KL值的前提。简要介绍了国内常见的电力系统频率测量算法，在此基础上提出了可变采样频率的全周傅氏频率测量算法，该算法能够根据频率偏差自适应修正采样频率，保证了在频率动态变化过程时能很好地跟踪频率变化，提高测量的准确性。 3）介绍了负荷的频率特性，并对三种典型负荷的频率特性进行了仿真分析，分析表明：不同负荷其频率调节不同，在电力系统频率动态变化过程中，频率调节效应系数KL是不断变化的。最后提出了基于曲线拟合的负荷频率特性实时测量算法。 4）对本文所提低频减载方案的实现进行了研究。提出了由现场单元、中央处理单元和通信网络构成的分布式的低频减载系统，随后对三个部分进行了分别研究。