文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
HVDC辅助一次调频及其动态特性的研究
姓名:陆畅
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:王西田;陈陈
20070201
上海交通大学硕士学位论文

HVDC 辅助一次调频及其动态特性的研究

摘要

一次调频功能对维持电网的频率质量和运行稳定性至关重要。对
于像上海电网这样主要靠火电机组进行一次调频的大负荷中心电网,
在年度负荷高峰时可能出现调频备用容量不足的情况,导致频率偏差
的稳态值超过允许范围;也可能因火电机组调频固有迟延较大,较难
满足对负荷响应的快速要求,导致在过渡过程中频率偏差超过允许范
围。考虑到上海电网有通过高压直流(HVDC)联络线大量受电的背
景,并且 HVDC 输电具有高度可控、调节迅速和运行灵活等特点,
如果 HVDC 输电能够参与电网一次调频,则其潜力是不可低估的。
本文针对有 HVDC 联络线大量受电的大负荷中心电网,探讨了
HVDC 辅助一次调频的可行性,并对其动态特性进行了研究。具体内
容包括以下几个方面:
(1)建立了电网一次调频系统的模型,并对大负荷中心电网发
生快速负荷波动时频率偏差在过渡过程中超标问题进行了仿真复现。
(2)针对有 HVDC 受电的大负荷中心电网,提出了 HVDC 辅
助一次调频(APFR)的概念,然后利用重叠分解法和极点配置法设
计 APFR 控制器,并通过仿真检验 HVDC 辅助一次调频的可行性。
仿真结果表明:HVDC 辅助一次调频可以使频率偏差值达到允许的范
围;直流调制功率在 HVDC 长期过负荷能力范围内,可以安全运行。
(3)对 HVDC 辅助一次调频的动态特性进行了研究,结果表明:
HVDC 的辅助作用可以使系统一次调频的带宽增大,有利于提高一次
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调频的响应速度;在较高频率时增益比较大,有利于提高一次调频的
效果;调速器和 APFR 分别响应不同频率段的周波变化量,在一次调
频时可以互相配合使用。
(4)对 HVDC 辅助一次调频控制器的比例系数的取值进行了探
讨。分析了不同比例系数的 APFR 控制器的动态特性和时域仿真结
果,得出 APFR 控制器的比例系数宜在适中的范围内取值,而等调差
系数法确定的比例系数在此范围之内。
本文的研究为有 HVDC 受电的大负荷中心电网解决调频备用容
量短缺问题、提高一次调频动态性能,提供了一种新的手段,有着较
为重要的理论意义与实际价值。

关键词: 电网频率,高压直流,辅助一次调频,动态特性,
等调差系数

II
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RESEARCH ON AUXILIARY PRIMARY
FREQUENCY REGULATION BY HVDC LINKS AND ITS
DYNAMIC CHARACTERISTICS

ABSTRACT

Primary frequency regulation is the important means to maintain the
frequency stability of power systems. In a heavy load center supplied by
fuel generators, such as Shanghai power system, steady value of
frequency deviation goes beyond the frequency standard in case of
insufficient reserve capacity of frequency regulation. Moreover, primary
frequency regulation may not provide satisfied response for the sudden
load disturbance for the slightly large delay of turbo- this
case a little large frequency deviation may be produced. There are several
HVDC links in Shanghai power system. It will have a good advantage if
HVDC links can take part in primary frequency regulatio