基于電熱水器類溫控負(fù)荷的電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制研究.pdf

1、電力系統(tǒng)頻率反映了電力系統(tǒng)發(fā)電與用電的平衡關(guān)系，是判斷系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組是否同步及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定的一個重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)頻方式主要是通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組容量，平衡發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)容量之差，實現(xiàn)頻率的穩(wěn)定與控制。與發(fā)電側(cè)調(diào)頻相比，負(fù)荷側(cè)調(diào)頻具有響應(yīng)時間短、動作速度快、經(jīng)濟(jì)效益高、零污染等優(yōu)勢。本文以家用電熱水器為例，圍繞溫控負(fù)荷參與電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制開展研究。
　　本文首先對基于負(fù)荷側(cè)的電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制策略在電力系統(tǒng)

2、中的可行性進(jìn)行分析。分析了西北電網(wǎng)實時頻率測量數(shù)據(jù)，評估了西北電網(wǎng)頻率質(zhì)量，研究了負(fù)荷側(cè)容量變化與電力系統(tǒng)頻率偏差的關(guān)系；統(tǒng)計了幾種常用家用電器負(fù)荷的容量，并與電力系統(tǒng)對頻率穩(wěn)定與控制備用的容量需求進(jìn)行對比分析；研究了常用家用電器負(fù)荷的工作特性，并與負(fù)荷側(cè)調(diào)頻對于負(fù)荷工作特性的要求進(jìn)行對比分析。其次，為使電熱水器類溫控負(fù)荷有效參與系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制，對其控制策略、頻率控制器、聚合模型進(jìn)行研究。研究了電熱水器類溫控負(fù)荷的工作原理、工作特性

3、，并據(jù)此設(shè)計了電熱水器的分布式控制策略；根據(jù)分布式控制策略設(shè)計了電熱水器頻率控制器硬件框圖；構(gòu)建了能夠確定電熱水器類溫控負(fù)荷備用容量的聚合模型。最后，為驗證電熱水器類溫控負(fù)荷對于系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制的有效性，對電熱水器參與系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制進(jìn)行仿真。構(gòu)建了幾種典型的電力系統(tǒng)模型，包括單區(qū)域、兩區(qū)域互聯(lián)和風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)模型；通過算例仿真，驗證了電熱水器類溫控負(fù)荷對電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制所具有的積極作用，得出了電熱水器類溫控負(fù)荷能夠替代部分