适合我国电网的扰动控制标准设计

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随着电网的规模增大、互联加强,发生的大扰动有可能发展为连锁故障而导致大面积停电。为加强电网的抗扰动能力,北美电力可靠性公司(North American Electric Reliability Council, NERC)推行了扰动控制标准(Disturbance Control Standard,DCS)以评价电网的扰动控制性能。我国华东电网也于2009年起开始推行DCS。但是,我国电网与北美差异较大,而且华东DCS并不适宜在我国全网范围内通用,因此有必要研究并设计适合我国电网运行实际的DCS。NERC推行的可靠性标准集中有关有功平衡的系列标准能够衔接配合,共同作用保证电网运行的安全可靠性。其中DCS基于N-1原则,用于评价在可报告平衡故障条件下,事故备用容量的留取、实际调用效果及故障后的恢复情况。我国目前应用的可靠性标准仅有CPS与华东DCS,与北美相比并不完善,因此,我国DCS设计的过程中需考虑到标准体系的完善及DCS在其中的目标定位。此外,还需考虑我国多级调度管理结构与北美平面化组织模式的差异,及我国特高压互联电网结构,大规模风电并网的能源结构与北美的差异。本文针对上述分析提出了我国DCS设计的方法与原理,包括:设定故障规模、频率、特高压联络线功率、风电反调峰时段的平衡故障事件的标准多启动条件;根据我国电网多级调度管理结构划分国调DCS、分调DCS和省调DCS三级;分析三级DCS之间的协调控制模式;通过对消除联络线功率越限方法的分析,验证三级DCS支援备用功率的可行性;提出三级DCS在评价对象、评价内容、评价指标方面的设计原理。最后,设计出适合我国电网实际运行情况的三级DCS。基于Matlab Simulink仿真平台对本文提出的多启动条件进行仿真验证,结果表明,与北美采用故障规模为启动条件相比,我国DCS的多启动条件对故障事件有更好的恢复效果,大大提高了系统的抗扰动能力,保证了系统运行的安全稳定性。此外,对特高压联络线功率启动条件的仿真,也验证了在特高压联络线功率越限,频率紧急、预警状态下,本文提出的DCS频率主控模式与DCS联络线主控模式能够兼顾特高压联络线功率与频率的优越性。
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