14、电网运行控制详解

电网运行控制详解

1. 电网运行控制概述

电网运行控制的主要目标是在秒级和分钟级的时间尺度上满足瞬时负载需求。其涵盖的部分主要功能如下：
1. 负载频率控制（LFC）
2. 自动发电控制（AGC）
3. 网络拓扑确定（NTD）
4. 状态估计（SE）
5. 在线负载潮流和应急研究
6. 交易调度（ST）
7. 经济调度计算（EDC）
8. 运行备用计算（ORC）
9. 负载管理系统（LMS）

这些功能的决策时间跨度较大，从负载频率控制中一个周期的一小部分的动态响应，到自动发电控制的1 - 10秒，经济调度计算的5 - 10分钟，以及负载管理系统的1秒到30分钟不等。随着高渗透率可再生绿色能源和智能计量系统的智能电网系统的实施，电网系统变得更加复杂。

2. 负载频率控制（LFC）

LFC也被称为调速器响应控制回路。当电力系统的负载需求增加时，发电机的速度会降低，从而导致系统频率下降；反之，当系统负载需求减少时，发电机速度增加，系统频率上升。为了保持电网的稳定，必须对电力系统的频率进行控制。

在交流电网中，所有发电电源并联运行，以相同的系统频率向电网供电。美国的系统运行频率为60Hz，其他地区为50Hz。发电机以系统频率同步运行，其同步速度可以通过以下公式计算：
- 角速度同步公式：$\omega_{syn}=\frac{\omega_{s}}{P} \times 2$，其中$\omega_{s}=2\pi f_{s}$，$f_{s}$是系统频率。
- 转速同步公式：$n_{syn}=\frac{120f_{s}}{P}$（rpm）