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电力系统运行约束 [2017/12/15 12:22]
刘衍波 [电力系统运行约束分离分钟级负荷分量的算法] 		电力系统运行约束 [2019/01/06 08:59] (当前版本)
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 ====== 电力系统运行约束 ====== ​ ====== 电力系统运行约束 ====== ​
 电力系统运行约束(AGC)是时时刻刻保证发电与负荷平衡、维持电力系统频率质量的重要技术手段。中文名电力系统运行约束外文名AGC系    统发电与负荷平衡、维持电力系统性    质技术手段 电力系统运行约束(AGC)是时时刻刻保证发电与负荷平衡、维持电力系统频率质量的重要技术手段。中文名电力系统运行约束外文名AGC系    统发电与负荷平衡、维持电力系统性    质技术手段
-===== 目录 =====  
  
-   - 研究背景 +===== 研究背景 ===== 
-   - 概述 +
-   - 分离分钟级负荷分量的算法 +
-   - 对AGC调节需求的统计分析 +
-   - 不同范围系统对AGC调节需求的比较 +
-   - 结语 +
-===== 电力系统运行约束研究背景 ===== +
 电力系统运行约束(AGC)是时时刻刻保证发电与负荷平衡、维持电力系统频率质量的重要技术手段。近年来，我国电力系统AGC工作取得了很大的进展，其中一个重要标志是大量的发电机组具备了投入AGC运行的条件。以华东电网为例，到2002年底，全国具备投入AGC运行的发电机组容量占全网统调装机总容量的55%，AGC可调容量占全网统调最高负荷的25.99%。AGC可调容量的大幅增加为电力系统安全、优质、经济运行提供了良好的条件。但是，在日常运行中，电力系统中应保持多少AGC可调容量，这是一个需要认真解决的问题。当然，系统中保有大量的AGC可调容量，对维持电力系统频率质量有好处，但发电机组保持AGC可调容量会减少正常的发电量，机会成本提高；投入AGC运行，机组的运行费用增加。在电力市场的环境中，AGC是发电机组向电网提供调节服务的技术手段，机组投入AGC运行是要在辅助服务市场中收取费用的。因此，作为电力系统的控制者和电力市场的运营者——电力调度交易中心，必须了解在电力系统运行中对AGC调节容量的需求，关按此需求采购或安排发电机组的AGC可调容量，这样才能做到既保证电力系统的安全，又降低运行费用。 电力系统运行约束(AGC)是时时刻刻保证发电与负荷平衡、维持电力系统频率质量的重要技术手段。近年来，我国电力系统AGC工作取得了很大的进展，其中一个重要标志是大量的发电机组具备了投入AGC运行的条件。以华东电网为例，到2002年底，全国具备投入AGC运行的发电机组容量占全网统调装机总容量的55%，AGC可调容量占全网统调最高负荷的25.99%。AGC可调容量的大幅增加为电力系统安全、优质、经济运行提供了良好的条件。但是，在日常运行中，电力系统中应保持多少AGC可调容量，这是一个需要认真解决的问题。当然，系统中保有大量的AGC可调容量，对维持电力系统频率质量有好处，但发电机组保持AGC可调容量会减少正常的发电量，机会成本提高；投入AGC运行，机组的运行费用增加。在电力市场的环境中，AGC是发电机组向电网提供调节服务的技术手段，机组投入AGC运行是要在辅助服务市场中收取费用的。因此，作为电力系统的控制者和电力市场的运营者——电力调度交易中心，必须了解在电力系统运行中对AGC调节容量的需求，关按此需求采购或安排发电机组的AGC可调容量，这样才能做到既保证电力系统的安全，又降低运行费用。
-===== 电力系统运行约束概述 ===== +===== 概述 ===== 
 电力系统频率变化主要是由负荷波动引起的。根据对负荷分量的分析，可以得到各种负荷的分量和对应的调整方式。第1种负荷分量：变化周期在10s以内、变化幅度较小的负荷分量，称为随机波动的负荷分量，对应的调整方式是发电机组的一次调节；第2种负荷分量：变化周期在10s到数分钟之间的负荷分量，称为分钟级负荷分量，对应的调整方式是AGC；第3种负荷分量：变化缓慢的持续变动负荷分量，又可细分为第4种负荷分量(基点负荷分量)和第5种负荷分量(爬坡负荷分量)。由于对第3种负荷分量的调整并不是必须采用AGC控制，可以采用人工控制，因而本文对AGC调节需求的分析仅考虑平衡分钟级负荷分量的需要。但是，第3种负荷分量的调整在一段时间内(10多分钟，乃至数十分钟)对发电机出力的要求是单调增加或单调减小的。大多数发电机组都能适应这样的要求，若能采用AGC方式对大量调节速率较低的发电机组进行控制，精确实现对第3种负荷分量的调整，则有利于减轻分钟级负荷分量调整的压力。确定AGC调节容量的要求，与负荷预测相似，是依据过去事实的规律和对未来的预测。与负荷预测不同的是，负荷预测考察的是负荷的幅值，而AGC调节的目标是平衡负荷分钟级的波动。因此，确定AGC调节容量的依据是分钟级负荷波动的幅值和速率。 电力系统频率变化主要是由负荷波动引起的。根据对负荷分量的分析，可以得到各种负荷的分量和对应的调整方式。第1种负荷分量：变化周期在10s以内、变化幅度较小的负荷分量，称为随机波动的负荷分量，对应的调整方式是发电机组的一次调节；第2种负荷分量：变化周期在10s到数分钟之间的负荷分量，称为分钟级负荷分量，对应的调整方式是AGC；第3种负荷分量：变化缓慢的持续变动负荷分量，又可细分为第4种负荷分量(基点负荷分量)和第5种负荷分量(爬坡负荷分量)。由于对第3种负荷分量的调整并不是必须采用AGC控制，可以采用人工控制，因而本文对AGC调节需求的分析仅考虑平衡分钟级负荷分量的需要。但是，第3种负荷分量的调整在一段时间内(10多分钟，乃至数十分钟)对发电机出力的要求是单调增加或单调减小的。大多数发电机组都能适应这样的要求，若能采用AGC方式对大量调节速率较低的发电机组进行控制，精确实现对第3种负荷分量的调整，则有利于减轻分钟级负荷分量调整的压力。确定AGC调节容量的要求，与负荷预测相似，是依据过去事实的规律和对未来的预测。与负荷预测不同的是，负荷预测考察的是负荷的幅值，而AGC调节的目标是平衡负荷分钟级的波动。因此，确定AGC调节容量的依据是分钟级负荷波动的幅值和速率。
-===== 电力系统运行约束分离分钟级负荷分量的算法 ===== +===== 分离分钟级负荷分量的算法 ===== 
 滚动平均法滚动平均法通过对每一个负荷幅值前、后一段数值滚动求平均，由此得到一条平滑的负荷曲线。滚动求平均的时段越长，则求得的负荷曲线变化越平缓。求得平滑的负荷曲线后，分钟级负荷分量的有关参数可以用以下方法求出。2.1.1分钟级负荷分量的幅值由于负荷的随机波动已由电力系统的一次调频作用所平衡，Lt与对应时刻的LF1之差，即为分钟级负荷分量的幅值。分钟级负荷分量的求得也与滚动求平均的时段长度有着密切的关系，图2显示了用15min，30min，60min等3个不同时段长度滚动求平均求得的同一时估的分钟级负荷分量。从图中可以看出，滚动求平均的时段越长，则求得的分钟级负荷分量的幅度越大。 滚动平均法滚动平均法通过对每一个负荷幅值前、后一段数值滚动求平均，由此得到一条平滑的负荷曲线。滚动求平均的时段越长，则求得的负荷曲线变化越平缓。求得平滑的负荷曲线后，分钟级负荷分量的有关参数可以用以下方法求出。2.1.1分钟级负荷分量的幅值由于负荷的随机波动已由电力系统的一次调频作用所平衡，Lt与对应时刻的LF1之差，即为分钟级负荷分量的幅值。分钟级负荷分量的求得也与滚动求平均的时段长度有着密切的关系，图2显示了用15min，30min，60min等3个不同时段长度滚动求平均求得的同一时估的分钟级负荷分量。从图中可以看出，滚动求平均的时段越长，则求得的分钟级负荷分量的幅度越大。