基于電熱水器類溫控負荷的電力系統(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)電與用電的平衡關系，是判斷系統(tǒng)中各發(fā)電機組是否同步及系統(tǒng)運行狀態(tài)是否穩(wěn)定的一個重要指標。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調頻方式主要是通過調節(jié)發(fā)電機組容量，平衡發(fā)電側與負荷側容量之差，實現頻率的穩(wěn)定與控制。與發(fā)電側調頻相比，負荷側調頻具有響應時間短、動作速度快、經濟效益高、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。
　　本文首先對基于負荷側的電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定與控制策略在電力系統(tǒng)

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

3、，并據此設計了電熱水器的分布式控制策略；根據分布式控制策略設計了電熱水器頻率控制器硬件框圖；構建了能夠確定電熱水器類溫控負荷備用容量的聚合模型。最后，為驗證電熱水器類溫控負荷對于系統(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)定與控制進行仿真。構建了幾種典型的電力系統(tǒng)模型，包括單區(qū)域、兩區(qū)域互聯和風機并網電力系統(tǒng)模型；通過算例仿真，驗證了電熱水器類溫控負荷對電力系統(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荷能夠替代部分