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1、1.完成实验三，实验报告交到实验楼 205 室郑老师处，根据实验过程和结果，并查阅相关资料，在课堂教学中回答以下问题：(1)什么是一次调频、二次调频、三次调频？什么是频率调节系数？一次调频是指当电力系统频率偏离目标频率时，发电机组通过调速系统的自动反应，调整有功出力以维持电力系统频率稳定。一次调频的特点是响应速度快，但是只能做到有差控制。 二次调频也称为自动发电控制（AGC） ，是指发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时跟踪频率，以满足系统频率稳定的要求。二次调频可以做到频率的无差调节，且能够对联络线功率进行监视和调整。 三次调频三次调频就是协调各发电厂之间的负荷
2、经济分配，从而达到电网的经济、稳定运行！其实质是完成在线经济调度，其目的是在满足电力系统频率稳定和系统安全的前提下合理利用能源和设备，以最低的发电成本或费用获得更多的、优质的电能。系统的频率调节系数，即系统的单位调节功率，它表示在计及发电机和负荷的调节效应时，引起的、频率单位变化的负荷变化量。(2)对有功负荷、系统频率、联络线有功功率之间的变化关系进行分析。联络线交换功率取决于两个系统的单位调节功率、二次调频的能力及负荷变化情况。若互联系统发电机功率的二次调频增量能与全系统负荷增量相平衡，则可实现无差调节；否则，将出现频率偏移。当联络线功率超过线路允许范围时，即使互联系统具有足够的二次调整能力
3、，由于受联络线交换功率的限制，系统频率也不能保持不变。(3)要保证联络线上有功功率执行计划值，应该如何进行调频。实行电力系统有功功率的最优分配，目的是在满足对一定量负荷持续供电的前提下，使发电设备在产生电能的过程中消耗的能源最少，即满足等耗量微增率准则。在调节联络线上有功功率时，一般不希望联络线上传输功率变化增量太大，又能做到各分区的平衡。2.阅读教材、查阅资料、讨论，结合实验三的完成，回答以下问题：(1)什么是分解、分层、等值方法？如何进行数学定义和描述？ 分解：把一个大的系统并列分解为一些分系统（分地区发供电，各地区间只有少数几条联络线相联系） ， 分别进行处理， 并考虑它们之间的相互作用
4、（协调处理或聚合处理，联络线作为协调对象，联络线两端的母线，既要满足各地区系统的运行状态，还要满足互联区的运行状态） 。(也可以看做是一种分层方法)分层：将一个大的系统分裂为纵向相连的各层系统（按不同电压等级分层，各层间通过变压器相联） ， 各层系统分别处理， 同时考虑各层间的相互作用。(选定变压器作为协调对象) ， （也可以看做是一种分解方法） 。等值：把原系统中很大的一部分用一简化后的小系统来代替， 保留需要研究的部分， 这样网络会简单，处理相对更方便；稳态分析和动态过程分析会有不同的等值方法。设总系统 S 分解成为 n 个不重叠的分系统：S1，S2,Sn。总系统 S；n 个分系统 S1,
5、S2,Sn；Bi，Bj 为第 i 和第 j 个分系统的母线集合；B为总系统的母线集合；B0 为互联区的母线集合；Bib 为第 i 个分系统的边界母线集合；Bin 为第 i 个分系统的内部母线集合；B0 为不属于互联区的母线集合。jinji,.21,Bni1nib100Bibi0ini分解内涵：分系统不相重叠。状态向量：第 i 个分系统状态向量，N i 条母线2Ni-1 维向量第 i 个分系统状态向量，N i 条母线2Ni-1 维向量互联区状态向量，N 0 条母线2N0-1 维向量(2)基本的分解方法有哪些？各有何特点？分解方法：1 网络分解分解系统)分解关系矩阵 CFS 和聚合关系矩阵 C )
6、电压和阻抗的变换关系)降解运算2. 矩阵分解TNNVX12121,TNNVX012010210 ,TiNiiNiiVX12121,把矩阵分块，将高阶矩阵运算化为几个低阶矩阵运算；若两个区域间只有一条或两条联络线，则 YI和 YI 有很多 0 元素，稀疏性大；计算 ZII、Z I、Z I 和 Z就比较简单（降阶，0 元素多） 分解的特点：矩阵分块：降阶运算网络分解法：联络线潮流采用计划值，为已知，则易求解。矩阵分解法：导纳矩阵稀疏性大，分块后很多 0 元素子矩阵，则求解简单。(3)基本的等值方法有哪些？各有何特点？稳态分析的等值方法：矩阵消去法等值网络变换法等值矩阵消去法的等值方法的优点只要基本
7、方程式决定以后，外部系统的等值便因之而定。网络变换法等值方法利用三角变换和负荷移值得方法，把复杂的网络简化。暂态分析的等值方法：等电气距离法1)把距离短路点在电气距离上大致相同的多个发电机合并起来，用一等值电源来代替。2)判断各电机在暂态过程中是否大致为同步调，将同调的发电机合并。外部系统等值法1)网络简化时，必须保证边界母线向内部系统的潮流不变；2)远离边界母线的负荷，作为恒定阻抗；3)接近边界母线的负荷，要考虑其动态特性。(4)系统潮流并行计算采用何种方法，写出方法过程。分解方法：系统有 n 个分区系统，分区系统间有很少的联络线相连。整个系统就可分为 n+1 个分系统进行计算，其中 n 个
8、分系统为原 n 个分区系统，第 n+1 个分系统为互联区分系统。采用多台微机并行计算。每一个分系统用一台微机进行处理，n 个分系统同时处理。第 n+1 台微机进行分系统间的聚合处理。算法：1.分解为 n 个分系统同时计算，每一台微机对一个分区系统进行潮流计算，建立潮流计算公式。1)相当于把维数很高的矩阵方程，分解为 n 个维数较低的矩阵方程。2)各分区系统的注入电流，由各节点的 P 和 Q 进行计算。 （联络线计划功率）3)每个分系统选一条母线作为参考母线。4)n 台微机同时分别求解 n 个分系统的 V 和 。2.在第 n+1 台微机上进行聚合处理，目的是求整个系统各母线的电压相角，以及联络线
9、上的潮流。1)选择一条母线作为总系统的参考母线。2)根据联络线计划功率，算出联络线两端母线电压的相角差。3)求出 n 个分系统参考母线对总参考母线的相角差。4)求出总系统所有母线的电压相角。(5)分析最优协调原则。对模型的协调原则 21211 , MYKJYJMKJ目标函数K：控制变量向量Y：输出变量向量M：相互作用变量向量最优协调使目标函数为极小算法:1.先确定相互作用 M 为某定值。2.各分系统在约束条件下，选择 K 和 Y，使目标函数为极小。3.总系统再选新的 M 值，使目标函数为极小。对目标的协调原则：将相互联系的两个分系统间的相互作用断开。增加一个约束条件求条件极值问题，引入罚函数
10、，构造新的目标函数。选择 。(6)针对频率控制问题，对系统间联络线的运行特性和控制进行分析。运行特性：21211 ,minYJYJKJA 和 B 两个系统用联络线联结。当 A 系统负荷突然增加以后，首先 A 系统的频率要开始下降，也就是系统中的旋转机组的转速下降，于是增加的负荷则由转动部分和动能来提供。因 A 系统的频率开始下降，则联络线两端的相角加大；如果原来就是由 B 系统向 A 系统送电，则此时联络线的送电量就要增加。B 系统因多向系统送电，因此 B 系统的频率也跟着下降，两个系统的调速器都反应了转速和频率的偏差，开始动作，于是联合的电力系统又运行在一个新的公共频率和负荷水平上。联络线运
11、行方程式：)sin()sin( abtmababtA PVYP aabtmaBAt PdP)cos(稳定状态时有：控制过程：(7)说明 AGC 的概念、作用、控制方式、控制过程、功能模块。概念：自动发电控制 AGC (Automatic Generating Control)是调度自动化系统中最重要的控制功能之一，主要完成电力系统的频率和有功功率的调度控制。作用：使发电自动跟踪电力系统负荷变化；响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为规定值；在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值；对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率，对偏离预计的负荷，实现在线经济负荷分配； 监视和调
12、整备用容量，满足电力系统安全要求。控制方式：调节方程式：调节结束时，ACE=0。 （ACE：区域控制误差）定频率控制：ACE=Kff；维持系统频率稳定；独立电力系统；联合电力系统的主系统；调节结束时，f=0。定交换功率控制：ACE=PT ；保持联络线交换功率恒定；联合电力系统的小容量系统；主系统采用定频率控制，以维持整个联合电力系统频率稳定；调节结束时，PT =0。()0GPACEdt定频率定交换功率控制：ACE=Kff+PT ；同时监测系统频差和联络线功率偏差；判断负荷变化发生区域；由该区域调频机组做出相应响应，调节该区域调频机组出力，平衡负荷变动；调节结束时，f =0，PT =0。分区调频
13、-定频率定交换功率控制：ACE=Kff+PT调节方程式调节结束时f=0 ，PT =0，ACE=0调节该区域调频机组出力PG ，使该区域 ACE 数值不断减小最终减小到零控制过程：三个控制回路：区域跟踪控制采用经济调度，落实发电计划，提供发电经济基点功率 Pi。区域调节控制计算使 ACE 趋于零的各调频机组功率增减调节值 PR。机组控制根据期望发电出力 P 与实际出力 PG 之差，输出对调速器的控制()0GPACEdt信号。功能模块：（一）自动发电控制的组成：潮流频率监视模块分析与计算模块功率协调分析与计算模块结果处理模块经济效益统计分析模块（前三个模块是中心部分）（二）潮流频率监视模块潮流频率
14、监视模块（LFM）根据厂站远程 RTU 采集送到调度中心的运行参数信息，分析系统频率偏移和发电潮流的情况。（三）分析与计算模块分析与计算模块（LFC）进行出力和频率控制的分析与计算。既要考虑系统运行的经济性，也要考虑运行的可靠性。（四）功率协调分析与计算模块功率协调分析和计算模块（COA）进行对频率控制的主控厂和协调厂间功率协调的分析和计算。（五）结果处理模块结果处理模块（AO）进行 AGC 的分析结果的处理和输出控制信号的组装，送给输出缓冲区，以便向有关厂站发送。（六）经济效益统计分析模块经济效益统计分析模块（TJ）进行 AGC 的经济技术效益和经济价值的统计分析，以便作经济核算。3.在完成实验三，以及阅读教材、查阅文献资料、讨论基础上，提出自己的问题，并解答。（1）电力系统调度自动化中最优协调原则有哪些？1.对模型的协调原则： 先确定相互作用 M 为某定值。各分系统在约束条件下，选择 K 和 Y，使目标函数为极小。总系统再选新的 M 值，使目标函数为极小。2.对目标的协调原则：将相互联系的两个分系统间的相互作用断开。增加一个约束条件求条件极值问题，引入罚函数，构造新的目标函数。最后选择。
