基于电热水器类温控负荷的电力系统频率稳定与控制研究

发布时间：2017-10-15 10:03

  本文关键词：基于电热水器类温控负荷的电力系统频率稳定与控制研究

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【摘要】：电力系统频率反映了电力系统发电与用电的平衡关系,是判断系统中各发电机组是否同步及系统运行状态是否稳定的一个重要指标。传统的电力系统调频方式主要是通过调节发电机组容量,平衡发电侧与负荷侧容量之差,实现频率的稳定与控制。与发电侧调频相比,负荷侧调频具有响应时间短、动作速度快、经济效益高、零污染等优势。本文以家用电热水器为例,围绕温控负荷参与电力系统频率稳定与控制开展研究。首先,对基于负荷侧的电力系统频率稳定与控制策略在电力系统中的可行性进行分析。分析了西北电网实时频率测量数据,评估了西北电网频率质量,研究了负荷侧容量变化与电力系统频率偏差的关系;统计了几种常用家用电器负荷的容量,并与电力系统对频率稳定与控制备用的容量需求进行对比分析;研究了常用家用电器负荷的工作特性,并与负荷侧调频对于负荷工作特性的要求进行对比分析。其次,为使电热水器类温控负荷有效参与系统频率稳定与控制,对其控制策略、频率控制器、聚合模型进行研究。研究了电热水器类温控负荷的工作原理、工作特性,并据此设计了电热水器的分布式控制策略;根据分布式控制策略设计了电热水器频率控制器硬件框图;构建了能够确定电热水器类温控负荷备用容量的聚合模型。最后,为验证电热水器类温控负荷对于系统频率稳定与控制的有效性,对电热水器参与系统频率稳定与控制进行仿真。构建了几种典型的电力系统模型,包括单区域、两区域互联和风机并网电力系统模型;通过算例仿真,验证了电热水器类温控负荷对电力系统频率稳定与控制所具有的积极作用,得出了电热水器类温控负荷能够替代部分发电侧调频备用的结论,并验证了电热水器类温控负荷在风电机组并网对系统频率产生间歇性冲击时所起到的缓冲作用。
【关键词】：频率稳定与控制 温控负荷 电热水器 负荷侧调频
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TM925.32
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 电力系统频率稳定与控制10-12
• 1.2.1 发电侧频率稳定与控制10-11
• 1.2.2 负荷侧频率稳定与控制11-12
• 1.3 温控负荷参与电力系统频率稳定与控制研究现状12-15
• 1.3.1 温控负荷参与微电网频率稳定与控制13
• 1.3.3 温控负荷参与传统大电网频率稳定与控制13-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 温控负荷参与电力系统频率稳定与控制可行性研究17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 电力系统频率质量分析17-22
• 2.2.1 电力系统低频与高频事件统计分析17-20
• 2.2.2 电力系统频率最值和平均值统计分析20-22
• 2.3 家用电器负荷容量统计分析22-24
• 2.4 家用电器负荷工作特性分析24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 电热水器类温控负荷控制策略研究及其聚合模型构建27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 分布式控制策略27-30
• 3.3 电热水器频率控制器设计30-33
• 3.4 电热水器聚合模型构建33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 电热水器类温控负荷参与电力系统频率稳定与控制建模与仿真36-62
• 4.1 引言36
• 4.2 电力系统频率稳定与控制数学建模36-47
• 4.2.1 单区域系统频率稳定与控制模型构建36-40
• 4.2.2 两区域互联系统频率稳定与控制模型构建40-42
• 4.2.3 风机并网系统频率稳定与控制模型构建42-47
• 4.3 电热水器类温控负荷参与电力系统频率稳定与控制仿真47-61
• 4.3.1 单区域系统仿真47-53
• 4.3.2 两区域互联系统仿真53-58
• 4.3.3 风机并网系统仿真58-61
• 4.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果68-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 徐冰亮,曹世光,于继来,柳焯;基于需求侧管理的频率质量控制探讨[J];电力系统自动化;2003年11期

2 田靖涛;;电力市场下引入可中断负荷的研究[J];吉林电力;2006年01期

3 郭钰锋,徐志强,于达仁,赵婷;考虑调频死区的二次调频控制回路设计[J];中国电机工程学报;2004年10期

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本文编号：1036484