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调速器附加控制对孤立电网频率稳定的作用

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  • 更新日期:2014-09-04 11:49
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     摘要:单纯的频率反馈控制无法及时进行功率平衡,易使系统频率发生较大偏移和振荡; 功频电液调速器虽然能够对功率进行控制,但对一次调频却有反作用。针对上述问题介绍了调速附加控制,将功率偏差作为反馈量,设计了包括比例式、最优PID 式、模糊式3 种附加控制器,通过孤立电网的仿真验证了这3 种调速附加控制在孤网中的效果。

  关键词:频率,调速器,附加控制,孤立电网,模糊控制

  随着我国国民经济的发展,我国的电网规模在不断扩大,区间联网送电规模也在不断增大,而区间联络线由于输电走廊限制等原因相对较弱,一旦发生解列事故,容易形成送端( 受端) 孤立电网,将导致局部系统功率严重失衡,送端电网功率大量剩余,而受端电网功率严重缺额,系统的频率稳定问题就会凸显出来[1,2]。

  频率稳定问题研究开展了很多工作。文献[3]仿真计算了系统元件对频率稳定的影响。文献[4]对扰动地点、惯性时间常数、频率调节效应系数等因素对频率稳定的影响进行了时域仿真。文献[5]考虑加入发电机调速器附加控制器,对系统大扰动后频率稳定进行仿真,但是没有说明是哪种附加控制。

  本文针对水轮机通过在发电机调速侧增加比例式附加控制器、最优PID 附加控制器以及模糊控制器来研究调定器附加控制对孤立电网频率稳定性的影响。

  1 附加控制的基本原理

   频率稳定研究的是全系统的发电一负荷平衡问题。由于频率体现的是系统性,单个元件模型的高阶数和复杂性意义不大[6],反而会增加研究的复杂性。忽略发电机电磁暂态特性,将其看成能量等值转化环节。由于频率在额定值附近波动,因此只考虑负荷的一阶动态特性。将单个孤立电网内所有发电机等值为1 台机组,设这台机组等值惯性时间常数为τ。系统负荷的影响集中于1 个阻尼常数D。不考虑网络功率损耗的频率特性。等值机采用基于频率反馈的传统控制方法,r 为调差系数。基于上述简化假设,频率稳定研究的系统框图如图1 所示。
 

 
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