文献综述(或调研报告):
对于此课题“计及动态需求响应的发用电协同频率控制策略研究”。主要从以下几个方面进行调研:电力系统频率控制的发电侧调节方案和发展现状、动态需求响应的概念与其参与频率控制现状、发用电侧协同频率控制的发展现状。
- 电力系统频率控制的发电侧调节方案和发展现状
传统上电力系统采用发电跟踪负荷的方式进行有功功率与频率的调控,由各发电机组根据频率信号进行响应。通常,电力系统负荷按照变动的规律可以分解为三种负荷分量。针对三种不同的负荷变动,电力系统的有功功率和频率调整可以分为一次、二次、三次调整三种。
一次调整是指通过发电机的调速器与负荷的自然特性,抑制系统频率下降的趋势的调整,由于原动机的功率并未改变,因此无法恢复系统频率至额定值,属于有差调整。二次调整是指针对第二种负荷变动引起的频率偏移,通过发电机的调频器,调整原动机的功率,使系统的发电功率与负荷功率重新达到平衡,进而使得系统频率恢复至额定值,属于无差调节。三次调整是指电网调度中心根据各发电厂的发电以及备用情况,按照最优化准则为各发电厂分配有规律变动的负荷。此外,当电网发生大容量机组突然跳闸造成系统频率迅速下降,如果采取上述各种措施依然不能满足频率质量的要求时,则由低频减载装置自动地切除一部分负荷来阻止频率下降的趋势。
文献[1]对于电力系统频率控制的基本概念及相关问题进行了比较全面的介绍,研究和分析了近年来国内外学者在电力系统频率控制研究领域的成果以及经验教训,评估了一些现有方法(如传统LFC、各种改进的LFC、线性规划下的市场出清算法、AGC技术)的优劣。文献[2]则是从统计学的角度,针对电网频率所存在的非正态分布及其带来的问题,将传统发电机下垂特性应用于一次调频,提出了改进的一次调频控制策略,从仿真结果来看既能消除死区的影响,又能防止一次调频频繁动作,有利于提高系统一次调频能力。
随着新能源发电的大规模并网,随机负荷扰动给电力系统稳定优化提出了新的挑战,文献[3]提出了一种基于鲁棒方差约束的状态反馈控制器的参数优化方法,并以两区域电力系统模型为例,表明了提出的方法能够有效抑制随机扰动并保持良好的控制性能和鲁棒性能。
综上所述,随着发电侧结构的变化,特别是核电以及间歇性能源发电比例的提高,发电侧提供备用的能力有所下降,同时大容量火电机组发电的经济成本以及环境成本日益增长,仅仅依靠发电侧资源进行频率调整已经不足够,需要发掘负荷侧资源的备用潜力。
- 动态需求响应的概念与其参与频率控制现状
传统需求响应的研究主要在如何降低电价、减少市场价格波动和长期电网调峰上。而近年来,部分学者提出了“动态需求响应(Dynamic Demand Response,DDR)”这一说法。动态需求响应参与频率控制主要有三种方式:集中型、分散型和混合控制策略。
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