论文总字数：37568字

摘 要

实践及相关研究表明：频率被公认为是电力系统运行参数中最重要的参数之一，也是电能质量的三大指标之一。因此，始终致力于保持电力系统频率波动在一个小的允许范围内，它不仅是电力系统运行控制的基本目标，也是电网调度自动化系统最重要的任务。本文主要对系统频率控制进行了研究和探讨。并通过对低频减载和频率异常时的频率控制分析，论述了频率控制对电网稳定安全运行的重要意义。

关键词：频率控制；自动发电控制（AGC）；低频减载（UFLS）；低频振荡（LFO）

Analysis and Study of Frequency Control on Power System 

Abstract

Practice and related research show that frequency is recognized as one of the most important parameters of power system operation parameters and one of the three major indicators of power quality.  Therefore, it is always committed to keep the frequency fluctuation of power system within a small allowable range. It is not only the basic goal of power system operation control, but also the most important task of power grid dispatching automation system. This paper mainly studies and discusses the frequency control of the system. Through the analysis of frequency control in the case of low frequency load shedding and abnormal frequency, it is discussed that frequency control is of great significance to the stable and safe operation of the power grid.

Key words: frequency control; automatic generation control; Under Frequency Load Shedding; low frequency oscillation

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引言 1

1.1选题背景及选题意义 1

1.2本课题的研究历史和现状 1

1.3本课题的未来与发展 3

1.4本论文的主要工作 4

第二章 电力系统的频率特性及调节研究 5

2.1频率特性基本概念 5

2.2电力系统功率频率特性 5

2.3电力系统频率控制方法 6

2.4自动发电控制 7

2.5本章小结 10

第三章 基于低频减载的频率控制分析 11

3.1电力系统频率下降原因及低频危害分析 11

3.2低频减载的配置方案 12

3.3自动按频率减负荷装置的整定原则及动作过程分析 14

3.4 基于低频减载的事故分析 20

3.5 本章小结 22

第四章 电力系统故障时的频率控制 23

4.1 系统频率异常 23

4.2 防止系统频率崩溃措施 24

4.3 基于频率控制的低频振荡分析 25

4.4 电网事故频率控制案例分析 28

4.5 本章小结 30

第五章 结论与展望 32

5.1 结论 32

5.2 展望 33

致谢 34

参考文献 35

第一章 引言

1.1选题背景及选题意义

实践及相关研究表明：频率被公认为是电力系统运行参数中最重要的参数之一，也是电能质量的三大指标之一，频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要因素，它是电力系统对有功功率的需求量与供应量的基本反映。基于它的重要性地位，这就使得人类对系统频率控制的分析和研究，变成电力系统安全运行的重要组成部分。

如果系统频率有较大的波动，就是所谓的频率异常，这就使得在这个系统中的发电机和用户不能正常用电，严重的话，很有可能会损坏发电机机组和用电设备，往大的层面来讲，这样子的频率波动会使整个电网的运行变得不是很安全经济。因此，我们必须对一些重要频率实时监测，并安排相关技术人员与先进设备对它们进行有效控制。电力系统运行控制的最基本目标和电网调度自动化系统最重要的任务是保持电力系统频率在一个小的允许范围内波动。

根据研究表明，频率偏移是严重影响电力系统运行可靠性的重要因素之一。如果频率偏移的幅值特别大，即使有相关设备的保护，也不能很快速的恢复频率，这就引起电力系统频率崩溃，进一步导致了一些重大的电力供应事故，国内外许多电力故障都证实了这一点。因此，研究电力系统频率控制技术是非常必要的，这对中国电力工业的蓬勃发展具有重要意义。

随着如今社会科技的发展，各地区的电网之间的联系越来越紧密，这使得它们守望相助，从而提高了电网运行的可靠性；再细想电网自身，应该与新能源协调发展以适应当今世界对能源的追求力量，然而在这过程中出现的新的问题给电网运行带来了难题。因此，在电网稳定运行的前提下，研究一种适应智能电网环境的新型电网频率控制系统，是提高电网综合性能的关键，也是电网变频控制所保证的发展要求所带来的新问题。

在上文所说的电力系统发展的背景下，根据在当今社会生产中遇到的新问题，本文主要围绕电力系统频率控制进行综述，对它的控制方法展开论述，并予以低频减载和低频振荡事故的案例分析相辅。希望互联电网下的频率控制可以得到最优策略方针，从而可以使电能质量得到保证。

1.2本课题的研究历史和现状

由相关实验研究表明，电力系统频率控制技术是一种确保电力系统频率稳定运行的重大难点技术之一，故而对电力系统频率控制进行研究与分析有不可推卸的责任。其中，系统的频率由发动机的速度决定，而且互联系统的频率相同。系统运行正常时频率处于额定值（我国的工频频率是50赫兹），这表明电力系统供销平衡。负荷和发电机组的功率频率特性决定了电力系统的频率静态特性。负荷的静频特性是指在电力系统中，在没有旋转备用容量的情况下，当电源和负荷平衡时，频率立即发生变化的特性。发电机组的频率静态特性是指当系统频率发生变化时，高速系统自动改变汽轮机的进汽或进水口，导致发电机组出力的增加或减少，即频率变化引起的发电机组出力之间的关系。

随着科学技术的发展，多种频率控制方法被众多学者提出：传统的频率控制法；滑模控制法；鲁棒控制法；人工智能控制法；还有近年来相对成熟的技术自动发电控制方法（AGC）。

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