频率是描述电能质量的重要参数。只有同步电网范围内所有发电机的有功出力等于总负荷需求，频率才能够保持在标称值。由于负荷需求是时刻变化的，会引起系统有功功率出现不平衡，进而导致电网频率偏离标称值波动。

为保证电网的安全稳定运行，需要通过一系列手段和措施对频率的波动态势进行限制和约束，这就是参与频率控制的各个控制区需要进行的有功平衡调节行为。因此，有必要将频率控制目标抽象为运行控制中的调节责任，再将其按照一种公平的方式分配给各个参与调频的区域。区域的调节责任明确之后，借此制定评价原则，再通过量化指标来引导和规范各区域的控制行为，以满足电网的安全稳定运行要求。

在频率控制性能评价方面，北美电网先后实施过三个系列标准：A系列标准、CPS系列标准和BAL 001 2标准。现行的BAL 001 2标准，保留了原CPS系列标准中的CPS1子标准，并用BAAL标准取代了原CPS2子标准。

目前我国电网广泛实施的评价方式是以北美CPS系列标准为蓝本进行设计的，其在指标形式上与后者类似，在评价时段上与后者差异较大，本文称之为“时段CPS标准”（Period-Control Performance Standard, P-CPS），其包括两个指标：“时段CPS1指标”和“时段CPS2指标”。

虽然P-CPS对电网频率的稳定控制起到了积极的作用，但一些研究表明其在指标设计和评价方式上存在一些不足。文献[14]以广东电网为例，论述了在提高频率控制性能方面，不能一味追求CPS考核成绩，应兼顾节能、经济调度，统筹安排。文献[15]指出CPS标准考核下的调频模式存在的问题，如自动发电控制（Automatic Generation Control, AGC）频繁调整、出现过调或欠调的情况。

文献[16]以华东电网为例，对CPS考核中部分省网的调频困境进行了分析，提出打破分区CPS考核限制，优化网内调频资源配置的方案。文献[17]分析了南方电网CPS标准考核方法的弊端与参数设置上的问题，提出了改进建议和优化方案。文献[18]指出现行标准不适用于现有的频率调节管理现状，不利于调动控制区域调节的积极性，不能满足精细评价的要求。文献[19]对比分析了我国标准与北美标准在评价与考核上各自的特点及优劣。文献[20]指出不同规模的区域对CPS标准存在适用性差异的问题。

理论分析和运行实践反映出频率控制中出现的上述问题，主要原因是控制效果的评价没有直接从电网安全稳定运行的要求出发，导致对频率控制行为的规范不到位。反观北美电网在设计频率性能评价标准中，依据的控制要求很明确：保证频率波动在1年中的方均根值小于目标值[21]；限制频率连续越限的时间不多于30min。

我国电网没有类似的关于频率控制的规定，但在电力企业联合会于2011年修订的《电力系统安全稳定控制技术导则》（简称《导则》）中提出了系统安全稳定运行的各项要求，其中包含频率控制的一些原则和要点，因此《导则》可作为设计新评价方法的依据。

本文从系统运行的安全性要求出发，依托《导则》的规定提出一套理论完备的频率安全评价方法（Frequency Security Assessment Method, FSAM），包括评价指标及评价方式的设计，以规范控制区域的有功平衡调节行为，保证在其分享互联带来益处的同时，系统能够安全稳定运行。

图1 电网安全稳定控制框架结构

结论

本文从系统安全运行角度出发，以《电力系统安全稳定控制技术导则》中的规定为依据，归纳出频率控制的安全性要求：正常情况下（无扰动或小扰动）频率留有一定的安全裕度；Ⅰ类扰动情况下频率能够快速恢复至安全允许范围。鉴于此，设计了一种新的FSAM，包括考察正常情况和Ⅰ类扰动下区域ACE控制效果的指标和相应的评价方式。

仿真结果表明：正常情况下，FSAM能够在引导区域调节频率满足安全性要求的前提下，减少AGC机组的调节次数，以实现系统的安全与经济运行；Ⅰ类扰动情况下，FSAM能够引导区域快速恢复频率至安全范围，且对区域控制行为的评价结果较P-CPS标准更加合理。

尽管北美BAL 001 2标准同样关注电网的安全稳定性，且也能够达到减少机组调节次数的效果，但由于频差和时间限值的取值没有从我国电网的实际需求出发，导致正常情况下频率越限次数过多、扰动情况下频率持续越限时间过长，因此其可行性和适用性不如FSAM。