基于电力系统一次调频的动态模型构建与仿真

简介：
本研究聚焦于电力系统的频率调节机制，提出了一种基于一次调频策略的动态建模方法，并进行了详尽的仿真分析。 传统的一次调频（PFR）模型忽略了网络效应及电厂炉侧主蒸汽压力的约束条件，并且假设发电机功率-频率响应是线性的，没有考虑主蒸汽压力对发电机组出力的影响。本段落建立了一个新的基于实际电力网络的动态模型，该模型充分考虑到锅炉、汽轮机、负荷和电网之间的相互作用与限制关系，并引入了非线性因素来描述发电机的频率响应特性。 这个新模型能够分析电力系统各环节在一次调频过程中的动态响应对稳定频率的影响，同时也展示了发电机组、负载以及整个电网的一次调频综合能力。通过在IEEE 30节点系统的仿真中进行研究，我们探讨了网络结构和锅炉侧因素如何影响PFR性能，并评估了各种约束条件下的系统反应及线路故障情况。 结论表明，在发电机处于满负荷运行或部分机组未参与一次调频服务的情况下，电力网络的一次调频能力会显著下降。因此，系统管理者需要有效管理PFR服务，加强参数监控和调度优化工作以避免发电设备在接近极限状态时运行；同时确保这些设施能够在必要时刻提供足够的频率调节容量来抑制电网的频率偏差。 此外，在出现频率偏移后，合理调度二次调频（SFR）措施对于迅速恢复系统频率至正常水平至关重要。这也有助于整体PFR能力的快速恢复，从而保障电力系统的可靠性和稳定性。