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一次调频功能对维持电网的频率质量和运行稳定性至关重要。对于像上海电网这样主要靠火电机组进行一次调频的大负荷中心电网,在年度负荷高峰时可能出现调频备用容量不足的情况,导致频率偏差的稳态值超过允许范围;也可能因火电机组调频固有迟延较大,较难满足对负荷响应的快速要求,导致在过渡过程中频率偏差超过允许范围。考虑到上海电网有通过高压直流(HVDC)联络线大量受电的背景,并且HVDC输电具有高度可控、调节迅速和运行灵活等特点,如果HVDC输电能够参与电网一次调频,则其潜力是不可低估的。本文针对有HVDC联络线大量受电的大负荷中心电网,探讨了HVDC辅助一次调频的可行性,并对其动态特性进行了研究。具体内容包括以下几个方面:(1)建立了电网一次调频系统的模型,并对大负荷中心电网发生快速负荷波动时频率偏差在过渡过程中超标问题进行了仿真复现。(2)针对有HVDC受电的大负荷中心电网,提出了HVDC辅助一次调频(APFR)的概念,然后利用重叠分解法和极点配置法设计APFR控制器,并通过仿真检验HVDC辅助一次调频的可行性。仿真结果表明:HVDC辅助一次调频可以使频率偏差值达到允许的范围;直流调制功率在HVDC长期过负荷能力范围内,可以安全运行。(3)对HVDC辅助一次调频的动态特性进行了研究,结果表明:HVDC的辅助作用可以使系统一次调频的带宽增大,有利于提高一次调频的响应速度;在较高频率时增益比较大,有利于提高一次调频的效果;调速器和APFR分别响应不同频率段的周波变化量,在一次调频时可以互相配合使用。(4)对HVDC辅助一次调频控制器的比例系数的取值进行了探讨。分析了不同比例系数的APFR控制器的动态特性和时域仿真结果,得出APFR控制器的比例系数宜在适中的范围内取值,而等调差系数法确定的比例系数在此范围之内。本文的研究为有HVDC受电的大负荷中心电网解决调频备用容量短缺问题、提高一次调频动态性能,提供了一种新的手段,有着较为重要的理论意义与实际价值。