頻率是描述電能質量的重要參數。只有同步電網范圍內所有發電機的有功出力等于總負荷需求，頻率才能夠保持在標稱值。由于負荷需求是時刻變化的，會引起系統有功功率出現不平衡，進而導致電網頻率偏離標稱值波動。

為保證電網的安全穩定運行，需要通過一系列手段和措施對頻率的波動態勢進行限制和約束，這就是參與頻率控制的各個控制區需要進行的有功平衡調節行為。因此，有必要將頻率控制目標抽象為運行控制中的調節責任，再將其按照一種公平的方式分配給各個參與調頻的區域。區域的調節責任明確之后，借此制定評價原則，再通過量化指標來引導和規范各區域的控制行為，以滿足電網的安全穩定運行要求。

在頻率控制性能評價方面，北美電網先后實施過三個系列標準：A系列標準、CPS系列標準和BAL 001 2標準。現行的BAL 001 2標準，保留了原CPS系列標準中的CPS1子標準，并用BAAL標準取代了原CPS2子標準。

目前我國電網廣泛實施的評價方式是以北美CPS系列標準為藍本進行設計的，其在指標形式上與后者類似，在評價時段上與后者差異較大，本文稱之為“時段CPS標準”（Period-Control Performance Standard, P-CPS），其包括兩個指標：“時段CPS1指標”和“時段CPS2指標”。

雖然P-CPS對電網頻率的穩定控制起到了積極的作用，但一些研究表明其在指標設計和評價方式上存在一些不足。文獻[14]以廣東電網為例，論述了在提高頻率控制性能方面，不能一味追求CPS考核成績，應兼顧節能、經濟調度，統籌安排。文獻[15]指出CPS標準考核下的調頻模式存在的問題，如自動發電控制（Automatic Generation Control, AGC）頻繁調整、出現過調或欠調的情況。

文獻[16]以華東電網為例，對CPS考核中部分省網的調頻困境進行了分析，提出打破分區CPS考核限制，優化網內調頻資源配置的方案。文獻[17]分析了南方電網CPS標準考核方法的弊端與參數設置上的問題，提出了改進建議和優化方案。文獻[18]指出現行標準不適用于現有的頻率調節管理現狀，不利于調動控制區域調節的積極性，不能滿足精細評價的要求。文獻[19]對比分析了我國標準與北美標準在評價與考核上各自的特點及優劣。文獻[20]指出不同規模的區域對CPS標準存在適用性差異的問題。

理論分析和運行實踐反映出頻率控制中出現的上述問題，主要原因是控制效果的評價沒有直接從電網安全穩定運行的要求出發，導致對頻率控制行為的規范不到位。反觀北美電網在設計頻率性能評價標準中，依據的控制要求很明確：保證頻率波動在1年中的方均根值小于目標值[21]；限制頻率連續越限的時間不多于30min。

我國電網沒有類似的關于頻率控制的規定，但在電力企業聯合會于2011年修訂的《電力系統安全穩定控制技術導則》（簡稱《導則》）中提出了系統安全穩定運行的各項要求，其中包含頻率控制的一些原則和要點，因此《導則》可作為設計新評價方法的依據。

本文從系統運行的安全性要求出發，依托《導則》的規定提出一套理論完備的頻率安全評價方法（Frequency Security Assessment Method, FSAM），包括評價指標及評價方式的設計，以規范控制區域的有功平衡調節行為，保證在其分享互聯帶來益處的同時，系統能夠安全穩定運行。

圖1 電網安全穩定控制框架結構

結論

本文從系統安全運行角度出發，以《電力系統安全穩定控制技術導則》中的規定為依據，歸納出頻率控制的安全性要求：正常情況下（無擾動或小擾動）頻率留有一定的安全裕度；Ⅰ類擾動情況下頻率能夠快速恢復至安全允許范圍。鑒于此，設計了一種新的FSAM，包括考察正常情況和Ⅰ類擾動下區域ACE控制效果的指標和相應的評價方式。

仿真結果表明：正常情況下，FSAM能夠在引導區域調節頻率滿足安全性要求的前提下，減少AGC機組的調節次數，以實現系統的安全與經濟運行；Ⅰ類擾動情況下，FSAM能夠引導區域快速恢復頻率至安全范圍，且對區域控制行為的評價結果較P-CPS標準更加合理。

盡管北美BAL 001 2標準同樣關注電網的安全穩定性，且也能夠達到減少機組調節次數的效果，但由于頻差和時間限值的取值沒有從我國電網的實際需求出發，導致正常情況下頻率越限次數過多、擾動情況下頻率持續越限時間過長，因此其可行性和適用性不如FSAM。