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互联电力系统运行

/operation of interconnected power system/
最后更新 2023-11-20
浏览 172
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两个或两个以上电力系统互联并按合同或协议交换电能的运行状态。电网互联模式可以分为:交流联网、直流联网、交直流混合联网。

英文名称
operation of interconnected power system
所属学科
电气工程

以第①和第③种方式连接的互联电网将形成同步运行的电网,需要对联络线的交换功率和各电网的频率进行联合协调控制。以直流线路连接的互联电网中各电网非同步运行,一般只需对联络线的交换功率进行协调控制,各电网分别进行本网内的调频控制等。通过直流线路,还可以将不同频率的电网连接为一个电网。

主要包括:①联网系统区域间气候差和时差等因素有可能改善总的负荷曲线形状,降低峰谷差。②联网系统能源结构、地理分布和季节性用电等方面的差别,扩大了电能供需的调节能力,有可能更经济合理地利用动力资源。③系统规模扩大后可以减少备用容量,允许采用更大容量的高效机组。④在事故或紧急状态下相互支援,提高各电力系统安全运行水平。⑤有利于新能源、可再生能源利用。这些效益随联络线交换电力和电量能力的提高而增加。

它与产权、能源配置及发展历史有着密切的关系。根据电网管理形式的不同,电网调度管理模式大致可分为统一电网、统一调度,联合电网、统一调度,联合电网、联合调度等几种模式。

统一电网、统一调度。这种模式是世界调度管理的主流模式,它包括两个层次的统一:①局部电网的统一管理、统一调度。这是电网运行的基本组织形式,几乎所有局部电网都采用这一模式。②国家电网的统一管理、统一调度。世界上大多数发达国家如西欧、北欧、东欧的绝大部分国家,以及已经形成国家电网的大部分亚洲国家、南美洲国家都采用这一调度管理模式。

联合电网、统一调度。这是一种由于不同所有权属的电网逐步互联而出现的调度模式,是一种电网所有权与调度权分离的电网运行组织形式。具有不同所有权属的局部电网联合,对它们实施统一调度。美国的PJM(Pennsylvania-NewJersey-Maryland)电网即由包括宾夕法尼亚州、新泽西州、马里兰州等6个州11个公司所有的电网共同成立了一个调度机构,来实现PJM联合电网的统一调度。

联合电网、联合调度。世界上采用这种模式的国家为数不多,它的特点就是无专设调度机构或只有形同虚设的调度机构。西欧、东欧、北欧电网可以归类于这一调度管理模式,北美联合电网(包括美国、加拿大和墨西哥一部分)是典型例子。北美联合电网设若干个控制区,整个电网分区按协议运行,每个控制区是平等协作关系,都由其控制中心对所辖电网实施统一调度。联合调度仅仅体现在各分区按协议运行。

在电力系统之间或在联合调度机构与各电力系统之间制定的联合调度计划或合同,它们包含从经济角度出发提出的交换电力和电量计划,还包含保证实现交换计划的结算规则及安全措施,也称为交换计划或交换合同。自行协商的电力系统仅根据本系统电力平衡情况和联络线上的电价就可以决定与其他系统的交换合同,使本系统供电成本最低。设有联合调度机构的情况比较复杂,一般由它来制定调度协议,提出交换计划,监视并保证其实现。首先根据各电力系统年负荷预测、水库调度计划、燃料供应计划和检修计划,从全局考虑确定全年的互联系统交换计划。每月根据执行计划的情况,针对非预想的负荷变化、意料外的水库来水和用水情况、计划外检修等,协调修正月计划。每日通报互联系统情况和气象情况,随时监视和协调交换计划的执行情况。联合调度机构负责协商和制定调度协议,其内容包括正常交换功率控制标准,电量偏移的补偿及结算规则,联络线潮流限制值(合同值或安全限制值),无功功率及电压调整原则,正常运行状态的发电备用规则,事故和紧急状态下的电力支援和互联系统解列规则等,并随运行条件的变化随时进行协调和修订。

主要是对电力系统之间的联络线进行功率控制。由短期交换计划(合同)可以确定各电力系统间各时段的交换功率值,各电力系统的自动发电控制装置可以选择恒定交换功率或频率和联络线功率偏移方式,按规定的误差标准实时控制,并对积累偏差进行补偿。在系统故障状态下,按照安全限制进行支援;在规定的时间内不能缓解时,发生故障的系统自动切负荷;在规定的时间内不能消除故障时,发生故障的系统对外解列。此外,在联络线上还设有各种必要的安全自动装置。

互联电力系统中,各子系统(控制区域)自动发电控制(AGC)的功率调节行为可由控制性能评价标准来评价和规范。北美电力可靠性委员会(NERC)曾于20世纪60年代推行了A1、A2标准,中国大部分网省电网采用此标准。而现代互联电力系统控制区域内的发电容量日趋扩大,发电种类和负荷构成日趋复杂,造成控制区域间联络线功率越来越大且变化多样,运行控制异常复杂。1997年起,NERC又推行了CPSl、CPS2标准,现已于中国华东和福建电网试用。

  • 刘娆,林伟,李卫东,等.互联电力系统运行控制性能评价标准的探讨.电力系统自动化,2005(8):87-91.

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