電力系統(tǒng)的有功功率平衡、最優(yōu)分配和頻率調(diào)節(jié)VIP

1 第5章有功功率和頻率調(diào)整 2 基本內(nèi)容 有功平衡與頻率變化的關(guān)系 補充 本章主要內(nèi)容及其關(guān)系5 1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡5 2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配5 3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 3 發(fā)電機組的有功平衡 發(fā)電機的電磁功率PGi與原動機的機械功率PTi之間的平衡 原動機慣性大 有功調(diào)節(jié)慢 無法時刻保持與瞬變負荷及發(fā)電機功率的平衡 而只能保證動態(tài)平衡 相應(yīng)頻率也只能保持動態(tài)穩(wěn)定 發(fā)電機組原動機 發(fā)電機 電力系統(tǒng)的有功平衡 發(fā)電機與負荷之間的電磁功率平衡 時刻平衡 推力 阻力 發(fā)電機組的有功平衡與頻率的關(guān)系 頻率變化反映機組的有功平衡關(guān)系 是機組有功調(diào)節(jié)的依據(jù) 有功平衡與頻率變化的關(guān)系 4 本章主要內(nèi)容及其關(guān)系 目標 保證頻率的質(zhì)量與穩(wěn)定 滿足有功調(diào)度的經(jīng)濟與可靠性要求 負荷的變動類型 頻率的調(diào)整方法 發(fā)電機的電磁有功變化類型 原動機的有功調(diào)整方法 各類機組的有功調(diào)節(jié)特性 有功備用容量的概念 一次調(diào)頻二次調(diào)頻三次調(diào)頻 頻率變化與功率調(diào)整量的定量關(guān)系 偶然性沖擊性周期性 5 5 1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡 基本概念 負荷變動的類型及其特點 頻率調(diào)整的方法及其特點 負荷變動與頻率調(diào)整的關(guān)系 什么是可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量 備用容量 熱備用和冷備用 負荷備用 事故備用 檢修備用 國民經(jīng)濟備用 兩類備用容量的關(guān)系 6 5 1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡 5 1 1有功功率負荷的變動和調(diào)整控制 1 有功功率負荷的變動 變動類型及其特點 綜合負荷的分解 2 有功功率和頻率的調(diào)整 調(diào)整方法及其特點 任務(wù)的分配5 1 2有功功率負荷曲線的預計5 1 3有功功率電源和備用容量 7 負荷變動的類型及其特點 第一種 變動幅度很小 周期很短 有很大的偶然性 偶然性的負荷變動第二種 變動幅度較大 周期較長 沖擊性負荷 電爐 壓延機械 電氣機車 沖擊性的負荷變動第三種 變動幅度最大 周期最長 由生產(chǎn) 生活 氣象變化引起 可以預計 可預見的負荷變動 圖5 1有功功率負荷的變動曲線 綜合負荷曲線 偶然性負荷變動 沖擊性負荷變動 可預見性負荷變動 9 頻率調(diào)整方法及其特點 頻率的一次調(diào)整 用發(fā)電機組的調(diào)速器 第一種負荷變動 頻率的二次調(diào)整 用發(fā)電機組的調(diào)頻器 第二種負荷的變動 調(diào)頻廠 對應(yīng)潮流計算中的平衡節(jié)點頻率的三次調(diào)整 按最優(yōu)化準則分配第三種有規(guī)律變動的負荷 即責成各發(fā)電廠按事先給定的發(fā)電負荷曲線發(fā)電 負荷側(cè)管理 個別負荷大量或長時間超計劃用電以致影響系統(tǒng)運行質(zhì)量時 由系統(tǒng)管理部門在遠方將其部分或全部切除的控制方式 不同于前三種 電力系統(tǒng)中負荷變動的幅度愈大 周期就愈長 圖5 2調(diào)頻任務(wù)的分配 P 11 5 1 2有功功率負荷曲線的預測 作用 有功功率和頻率三次調(diào)整的依據(jù)方法 1 傳統(tǒng)方法 2 統(tǒng)計分析方法 回歸分析法 時間序列分析法等 不講 12 5 1 2有功功率負荷曲線的預計 傳統(tǒng)方法 收集未來若干天的預計負荷 大用電量用戶 參照長期積累的實測數(shù)據(jù) 匯總調(diào)整用電負荷 計入網(wǎng)絡(luò)損耗 一般約為系統(tǒng)總負荷的6 10 不變損耗 與負荷大小無關(guān) 變壓器空載損耗 可變損耗 與負荷的平方成正比考慮廠用電 水電廠 0 1 1 火電廠 5 8 原子能電廠 4 5 相應(yīng)必須考慮可投入的發(fā)電設(shè)備和發(fā)電容量 特別注意氣象條件變化對負荷曲線的影響 實測負荷曲線形成以后 還需要負荷曲線的加工 13 圖5 3負荷曲線加工 加工原則 實測曲線加工前后 最大和最小負荷特征及曲線下的面積應(yīng)一致 5 1 2有功功率負荷曲線的預計 負荷曲線的加工 實測曲線 加工后的曲線 14 5 1 3有功功率電源和備用容量 有功功率電源有功功率備用容量備用容量 熱備用與冷備用負荷備用 事故備用 檢修備用 國民經(jīng)濟備用各種備用容量的關(guān)系 15 5 1 3有功功率電源和備用容量 有功功率電源 系統(tǒng)中可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量可能小于總裝機容量定期停機檢修水電廠的發(fā)電機因水頭極度降低不能按額定容量發(fā)電各發(fā)電廠預計可投入運行的發(fā)電機組的可發(fā)功率之和為可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量 16 5 1 3有功功率電源和備用容量 有功功率備用容量 為了保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量 系統(tǒng)電源容量必須大于發(fā)電負荷 備用容量 可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負荷的部分 熱備用 旋轉(zhuǎn)備用 運轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率與系統(tǒng)發(fā)電負荷之差 冷備用 未運轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率 檢修中的發(fā)電設(shè)備不屬冷備用 發(fā)電設(shè)備從 冷狀態(tài) 至投入系統(tǒng)發(fā)出額定功率所需時間幾分鐘 水電常 或十余小時 火電廠 熱備用越多 越有利于保證電能質(zhì)量和供電可靠性 但經(jīng)濟性不好 17 5 1 3有功功率電源和備用容量 有功功率備用容量 負荷備用 調(diào)整系統(tǒng)中的短時負荷波動并擔負計劃外的負荷增加而設(shè)置的備用 負荷備用設(shè)置在調(diào)頻廠內(nèi) 取最大負荷的2 5 大系統(tǒng)取小值 小系統(tǒng)取大值 事故備用 使電力用戶在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然性事故時不受嚴重影響 維持系統(tǒng)正常供電需要的備用 取最大負荷的5 10 但不得小于系統(tǒng)中最大機組的容量 檢修備用 使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用 系統(tǒng)負荷季節(jié)性低落期間和節(jié)假日安排不下所有設(shè)備的大小檢修時才設(shè)置專門的檢修備用 國民經(jīng)濟備用 計及負荷的超計劃增長而設(shè)置的備用 18 5 1 3有功功率電源和備用容量 各種備用容量的關(guān)系 負荷備用 熱備用事故備用 至少包括一部份熱備用 可含冷備用 檢修備用 通過檢查年最大負荷曲線來確定 國民經(jīng)濟備用具備了備用容量 才可能談及備用用量在各發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠之間的最優(yōu)分配以及系統(tǒng)的頻率調(diào)整問題 19 5 2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配 基本概念 有功功率最優(yōu)分配的主要內(nèi)容 各類電廠的運行特點 各類電廠的投切費用特點 各類電廠的運行費用 水 原子能 火什么是水電廠與熱電廠的強迫功率 20 5 2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配 5 2 0概述 有功電源的最優(yōu)組合與有功負荷的最優(yōu)分配5 2 1各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合5 2 2最優(yōu)分配負荷時的目標函數(shù)和約束條件 略 5 2 3最優(yōu)分配負荷時的等耗量微增率準則 火電 略 5 2 4等耗量微增率準則的推廣運用 水火電 略 5 2 5網(wǎng)絡(luò)損耗的修正 略 5 2 6電力市場及其對電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的影響 略 21 5 2 0概述 有功功率的最優(yōu)分配主要包括兩個內(nèi)容 1 有功功率電源的最優(yōu)組合 系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠的合理組合 即機組的最優(yōu)啟停調(diào)度 日調(diào)度問題 主要涉及冷熱備用容量的合理分布問題 2 有功功率負荷的最優(yōu)分配 有功功率負荷在各個正在運行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的合理分配 即負荷的經(jīng)濟調(diào)度或者最優(yōu)潮流問題 主要涉及熱備用容量的合理分布問題 目標有耗煤量最少 污染排放量最少 啟停損失最少 發(fā)電成本最少 耗水量最少 水電發(fā)電量最多等 約束條件有機組的運行特性約束 網(wǎng)絡(luò)安全約束 水庫流量約束等 22 5 2 1各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合 5 2 1 1各類發(fā)電廠的運行特點 1 火力發(fā)電廠的運行特點 2 原子能發(fā)電廠的特點 3 水力發(fā)電廠的特點 4 無調(diào)節(jié)和有調(diào)節(jié)水電廠的特點 5 抽水蓄能水電廠的特點5 2 1 2各類發(fā)電廠的合理組合 23 5 2 1 1各類發(fā)電廠的運行特點 火力發(fā)電廠的運行特點 鍋爐和汽輪機都有技術(shù)最小負荷 前者為額定負荷的25 70 后者為額定負荷的10 15 總35 85 鍋爐和汽輪機的投切或承擔急劇變動負荷時都會耗能 費時 且易于損壞設(shè)備 火電廠鍋爐和汽輪機的分類 1 高溫高壓設(shè)備 效率高 靈活調(diào)節(jié)的范圍窄 2 中溫中壓設(shè)備 效率較高溫高壓設(shè)備低 靈活調(diào)節(jié)的范圍較高溫高壓設(shè)備寬 3 低溫低壓設(shè)備 技術(shù)經(jīng)濟指標最差 應(yīng)淘汰熱電廠 供熱式火力發(fā)電廠 效率高 技術(shù)最小負荷取決于熱負荷 稱為強迫功率 24 5 2 1 1各類發(fā)電廠的運行特點 原子能發(fā)電廠的特點 反應(yīng)堆的負荷沒有限制 其技術(shù)最小負荷取決于汽輪機 為其額定負荷的10 15 反應(yīng)堆和汽輪機的投切或承擔急劇變動負荷時會耗能 費時 易于損壞設(shè)備原子能發(fā)電廠的一次投資大 運行費用小 25 5 2 1 1各類發(fā)電廠的運行特點 水力發(fā)電廠的特點 水電廠的強迫功率 為保證河流下游的灌溉 通航 向下游釋放一定水量時發(fā)出的功率 水輪機也有技術(shù)最小負荷 其值因水電廠的具體條件而異 水輪機的投切或承擔急劇變動負荷時操作簡單 不會耗費很多能量和花費很多時間 水電廠水頭過分低落時 水輪發(fā)電機組可發(fā)的功率要降低 水電廠按其有無調(diào)節(jié)水庫 調(diào)節(jié)水庫的大小或其功能分為無調(diào)節(jié) 日調(diào)節(jié) 季調(diào)節(jié) 年調(diào)節(jié) 多年調(diào)節(jié)和抽水蓄能等幾類 26 5 2 1各類發(fā)電廠的運行特點 無調(diào)節(jié)和有調(diào)節(jié)水電廠的分類特點 無調(diào)節(jié)水庫的水電廠 徑流式水電廠發(fā)出的功率取決于河流的天然流量 一晝夜間水量和機組發(fā)出功率基本不變 有調(diào)節(jié)水庫的水電廠 運行方式取決于水庫調(diào)度所給定的水電廠耗水量 洪水季節(jié) 滿負荷運行 來水多 避免棄水 枯水季節(jié) 承擔急劇變動負荷 來水少 可儲存根據(jù)水庫容量分為 日 年 多年等調(diào)節(jié)方式 庫容越大 調(diào)節(jié)能力越強 所謂多年調(diào)節(jié) 指庫容足夠大 可存儲多年的多余水量 說明其庫容調(diào)節(jié)能力強 27 5 2 1各類發(fā)電廠的運行特點 抽水蓄能水電廠的特點 抽水蓄能水電廠 上下方各有一水庫 系統(tǒng)負荷出現(xiàn)低谷時 抽水至上水庫儲蓄水能系統(tǒng)負荷出現(xiàn)高峰時 放水至下水庫同時發(fā)電抽水蓄能 放水發(fā)電循環(huán)的總效率只有70 但由于其具有很強的消峰填谷的作用 可以使火電廠的負荷比較平穩(wěn) 因此 當系統(tǒng)的有功調(diào)節(jié)能力不足 或者存在核電廠時 應(yīng)該考慮建設(shè)抽水蓄能水電廠 28 5 2 1 2各類發(fā)電廠的合理組合 考慮調(diào)節(jié)性能與能力的組合順序考慮網(wǎng)絡(luò)與調(diào)頻要求的組合組合順序示意圖各類發(fā)電廠的日負荷曲線 29 5 2 1 2各類發(fā)電廠的合理組合 考慮調(diào)節(jié)性能與能力的組合順序 1 各類發(fā)電廠的組合順序 考慮調(diào)節(jié)效率 能力火電廠以承擔基本不變的負荷為宜 避免頻繁調(diào)節(jié) 高溫高壓電廠優(yōu)先投入 其次是中溫中壓電廠 原子能電廠原則上應(yīng)持續(xù)承擔額定容量負荷 運行費用小無調(diào)節(jié)水庫水電廠的全部功率和有調(diào)節(jié)水庫水電廠的強迫功率應(yīng)首先投入 有調(diào)節(jié)水庫水電廠的可調(diào)功率洪水季節(jié)先投入 枯水季節(jié)后投入 抽水蓄能水電廠低谷負荷時當負荷 高峰負荷時當電源 30 5 2 1各類發(fā)電廠的合理組合 考慮網(wǎng)絡(luò)與調(diào)頻要求的組合 2 不能忽視保證可靠供電 降低網(wǎng)損 維持良好的電能質(zhì)量和足夠的系統(tǒng)穩(wěn)定性等要求 3 負荷曲線的最高處是肩負調(diào)整系統(tǒng)頻率任務(wù)的發(fā)電廠的工作位置 負荷備用設(shè)置在調(diào)頻廠內(nèi) 枯水季節(jié)由大水電廠承擔調(diào)頻任務(wù) 豐水期則為中溫中壓火電廠 抽水蓄能電廠在其發(fā)電期間也可以參與調(diào)頻 枯水期 豐水期 組合順序示意圖 各類發(fā)電廠的日負荷曲線 33 5 3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 基本概念與基本計算方法 發(fā)電機 負荷與系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率定義及物理意義發(fā)電機 負荷與系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率的計算公式一次調(diào)頻的功率頻率調(diào)整量計算方法二次調(diào)頻的功率頻率調(diào)整量計算方法一次或二次調(diào)頻時互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)整量的計算方法調(diào)頻廠應(yīng)滿足的要求 34 5 3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 5 3 1頻率調(diào)整的必要性5 3 2自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性5 3 3頻率的一次調(diào)整5 3 4頻率的二次調(diào)整5 3 5頻率調(diào)整電廠的選擇 35 5 3 1頻率調(diào)整的必要性 1 電力系統(tǒng)頻率變動對用戶的影響頻率變化將引起電動機轉(zhuǎn)速的變化 從而影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量 頻率的不穩(wěn)定將會影響電子設(shè)備的工作 2 頻率降低對系統(tǒng)本身和發(fā)電廠的影響系統(tǒng)的無功負荷將增大 使系統(tǒng)電壓水平下降影響鍋爐的正常運行增加汽輪機葉片損壞的機會發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的溫升都將增加變壓器的鐵芯損耗和勵磁電流都將增大可能會使整個系統(tǒng)瓦解 造成大面積停電 3 調(diào)整頻率的手段 發(fā)電機組原動機的自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)調(diào)速器 進行頻率的 一次調(diào)整 調(diào)頻器 進行頻率的 二次調(diào)整 36 5 3 2自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性 5 3 2 1離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng) 1 原理圖 2 頻率的 一次調(diào)整 作用原理 3 頻率的 二次調(diào)整 作用原理5 3 2 2電源有功功率靜態(tài)頻率特性 發(fā)電機組中原動機機械功率的靜態(tài)頻率特性 1 未配置自動調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性 2 配置自動調(diào)速系統(tǒng) 調(diào)速器作用的靜態(tài)頻率特性 調(diào)頻器作用的靜態(tài)頻率特性 D1 E1 C1 F1 B1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速偏差對進汽 水門開度的負反饋作用 負荷 轉(zhuǎn)速 38 5 3 2 1離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng) 頻率的 一次調(diào)整 作用原理 原動機主軸帶動套筒 套筒帶動飛擺轉(zhuǎn)動 機組負荷增大 轉(zhuǎn)速下降 飛擺向轉(zhuǎn)軸靠攏 A點下移到A 點 油動機活塞兩邊油壓相等 B點不動 杠桿AB繞B點逆時針轉(zhuǎn)動到A B 使C點下降至C 調(diào)頻器不動時 D點不動 杠桿DE繞D點順時針轉(zhuǎn)動到DE 使F點下降至F 和E點下降使E 39 5 3 2 1離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng) 頻率的 一次調(diào)整 作用原理 續(xù) 錯油門活塞下移使油管a b的小孔開啟 壓力油經(jīng)b進入油動機活塞下部 活塞上部的油經(jīng)a流入錯油門上部 油動機活塞向上移動 使汽輪機的調(diào)節(jié)汽門或水輪機的導向葉片開度增大 增加進汽量或進水量 相應(yīng)使機組轉(zhuǎn)速上升 A 點回升 提升C 點 同時 活塞上移 使杠桿A B繞A 逆時針轉(zhuǎn)動 也提升C 點 當A 點回升到A 點 C 點回升C點 E 點回升E時 使油管a b的小孔重新堵住 油動機活塞停止移動 40 5 3 2 1離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng) 頻率的 一次調(diào)整 作用原理 續(xù) 調(diào)節(jié)過程結(jié)束時 杠桿AB的位置為A CB C點為原位置 B 的位置較B高 A 的位置較A略低 相應(yīng)的進汽量或進水量較原來多 機組轉(zhuǎn)速較原來略低 特點 調(diào)速器的一次頻率調(diào)整 一定是有差調(diào)節(jié) 調(diào)整后原動機的轉(zhuǎn)速或頻率有所變動 轉(zhuǎn)速或頻率偏差不為0 41 5 3 2 1離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng) 頻率的 二次調(diào)整 作用原理 調(diào)頻器轉(zhuǎn)動蝸輪 蝸桿 抬高D點 杠桿DE繞F點順時針轉(zhuǎn)動 錯油門活塞再次下移開啟小孔 在油壓作用下 油動機活塞再次向上移動 進一步增加進汽或進水量 機組轉(zhuǎn)速上升 飛擺使A點由點A 上升 油動機活塞向上移動時 杠桿AB繞A逆時針轉(zhuǎn)動 帶動C F E點上移 再次堵塞錯油門小孔 結(jié)束調(diào)節(jié)過程 D點位移選擇恰當 A點可能回到原來位置特點 可以實現(xiàn)有差調(diào)節(jié) 無差調(diào)節(jié) 42 5 3 2 2電源有功功率靜態(tài)頻率特性 未配置自動調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性 機組轉(zhuǎn)速很小 蒸汽或水在葉輪上加的轉(zhuǎn)矩很大 功率輸出小 機組轉(zhuǎn)速很大 蒸汽或水在葉輪上加的轉(zhuǎn)矩很小 功率輸出小額定條件時轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩適中 功率輸出最大 線性直線 二次曲線 43 5 3 2 2電源有功功率靜態(tài)頻率特性 配置有自動調(diào)速系統(tǒng) 一次調(diào)頻 1 頻率一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性調(diào)速器隨機組轉(zhuǎn)速的變動不斷改變進汽 水 量 相應(yīng)機組的靜態(tài)頻率特性平行移動 使原動機的運行點不斷從一根靜態(tài)頻率特性曲線向另一根靜態(tài)頻率特性曲線過渡 連接不同曲線上運行點 得到有頻率一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性 44 5 3 2 2電源有功功率靜態(tài)頻率特性 配置有自動調(diào)速系統(tǒng) 一次調(diào)頻曲線 為簡化分析 直線1 2代替曲線1 2 直線2 3 代替曲線2 3 圖5 24一次調(diào)整時原動機的靜態(tài)頻率特性 進汽 水 斜線 功率增大 頻率減小 有差調(diào)節(jié) 最大開度 Pm不變 45 5 3 2 2電源有功功率靜態(tài)頻率特性 配置有自動調(diào)速系統(tǒng) 二次調(diào)頻 2 頻率二次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性手動或自動操作調(diào)頻器 改變機組進汽 水 量時 進一步使有一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性平行移動 相應(yīng)原動機的運行點也不斷從僅有一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性曲線過渡另一根曲線 連接不同曲線上的運行點 得到有頻率二次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性 可實現(xiàn)有差或無差調(diào)節(jié) 46 5 3 2 2電源有功功率靜態(tài)頻率特性 配置有自動調(diào)速系統(tǒng) 二次調(diào)頻曲線 圖5 25有二次調(diào)整時原動機的靜態(tài)頻率特性 無差調(diào)節(jié) 有差調(diào)節(jié) 進汽 水 近似直線 曲線 47 5 3 3頻率的一次調(diào)整 5 3 3 1原動機和綜合負荷的靜態(tài)頻率特性5 3 3 2發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率5 3 3 3發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率與機組調(diào)差系數(shù)的關(guān)系5 3 3 4負荷的單位調(diào)節(jié)功率和頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率5 3 3 6算例分析 48 5 3 3 1原動機和綜合負荷的靜態(tài)頻率特性 圖5 26靜態(tài)頻率特性 發(fā)電機組原動機 綜合負荷 49 5 3 3 2發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率 即發(fā)電機組原動機或電源頻率特性的斜率意義 表示隨頻率的升降發(fā)電機組發(fā)出功率減少或增加的量 發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率單位 MW Hz MW 0 1Hz 標幺值 50 5 3 3 3發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率與機組調(diào)差系數(shù)的關(guān)系 單位調(diào)節(jié)功率是機組調(diào)差系數(shù)的倒數(shù) 調(diào)差系數(shù)可整定 汽輪發(fā)電機組 3 5或KG 33 2 20水輪發(fā)電機組 2 4或KG 50 25 51 5 3 3 4負荷的單位調(diào)節(jié)功率和頻率調(diào)節(jié)效應(yīng) 負荷的單位調(diào)節(jié)功率為負荷靜態(tài)頻率特性的斜率意義 隨頻率的升降負荷消耗功率增加或減少的量KL 不能整定 大致為1 5 負荷的單位調(diào)節(jié)功率單位 MW Hz MW 0 1Hz 標幺值 額定條件下負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng) 一定頻率下負荷隨頻率變化的變化率 52 5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 一次調(diào)頻的功率頻率調(diào)整原理圖一次調(diào)頻的發(fā)電機與負荷功率變化量一次調(diào)頻的功率方程與系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率定義系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率的補充說明N臺機組的單位調(diào)節(jié)功率計算公式 53 5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 一次調(diào)頻的功率頻率調(diào)整原理圖 圖5 28頻率的一次調(diào)整 54 5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 一次調(diào)頻的發(fā)電機與負荷功率變化量 原始點O點 負荷突然增加 PLO PL到P L機組功率不能及時變動 減速 系統(tǒng)頻率下降 調(diào)速器動作 機組功率增大頻率下降 負荷減少新運行點為O 點 55 5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 一次調(diào)頻的功率方程與系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率定義 定義 系統(tǒng)負荷增加或減少時 頻率的下降或上升的量負荷功率突然增大量 機組功率增大量 負荷減少量功率增大和頻率上升為正 功率增大 功率減小 頻率下降 56 5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率的補充說明 KS 的基準功率取為系統(tǒng)原始運行狀態(tài)的總負荷 用調(diào)速器進行頻率的一次調(diào)整只能限制周期較短 幅度較小的負荷變動引起的頻率偏移 為保證發(fā)電機組調(diào)速器運行的穩(wěn)定性 不能采用過小的調(diào)差系數(shù)或過大的單位調(diào)節(jié)功率 原因 無法根據(jù)頻率變化確定機組功率增量 系統(tǒng)中有些機組滿載不能調(diào)整使其增加輸出功率 從而使全系統(tǒng)發(fā)電機組的等值調(diào)差系數(shù)增大 57 5 3 3 5系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 N臺機組的單位調(diào)節(jié)功率計算公式 系統(tǒng)中n臺機組參加調(diào)頻時 58 5 3 3 6算例分析 例5 5 Page 208 單位調(diào)節(jié)功率的計算負荷突變時功率頻率調(diào)整量的計算 補充 負荷突變時功率頻率調(diào)整量的物理意義一次調(diào)頻的二次功率分配原理 補充 一次調(diào)頻的二次功率分配軌跡一次調(diào)頻的二次功率分配計算過程 59 5 3 3 6算例分析 例5 5 Page 208 單位調(diào)節(jié)功率的計算 已知 求解 解 充分理解機組不能參加調(diào)頻的含義 機組滿載 空載 不能增加 減少 功率 因此 當負荷增加 減少 滿載 空載 機組時不能參加調(diào)頻 相應(yīng)其單位調(diào)節(jié)功率為0 60 5 3 3 6算例分析 負荷突變時功率頻率調(diào)整量的計算 補充 已知 求解 解 一次調(diào)頻后頻率和功率的變化量 61 5 3 3 6算例分析 負荷突變時功率頻率調(diào)整量的物理意義 功率頻率的變化量正負符號規(guī)定 功率增大為正 頻率上升為正 負荷突然增大 PL0 經(jīng)機組及負荷的一次調(diào)頻后 運行點從0到0 相應(yīng)頻率 發(fā)電機與負荷功率的變化量為 f PG和 PL 即頻率下降了 f 發(fā)電機輸出功率增加了 PG 負荷功率下降了 PL 一次調(diào)頻后實際的頻率和功率 62 5 3 3 6算例分析 一次調(diào)頻的二次功率分配原理 補充 配置有調(diào)速器的機組首先不考慮功率調(diào)整量是否足夠 而按照負荷突變量確定系統(tǒng)頻率的變化量及各機組功率的調(diào)整量 若機組功率調(diào)整量大于其最大可調(diào)量 則設(shè)過調(diào)機組出力增量為最大可調(diào)量 以此計算一次功率分配對應(yīng)的頻率調(diào)整量和系統(tǒng)功率調(diào)整量 然后計算二次功率分配的不平衡功率 并設(shè)過調(diào)機組不參予調(diào)頻 修正系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率 重新根據(jù)不平衡功率計算二次功率分配的頻率調(diào)整量 機組與負荷的功率調(diào)整量 63 5 3 3 6算例分析 一次調(diào)頻的二次功率分配軌跡 0 01 011 012 64 5 3 3 6算例分析 一次調(diào)頻的二次功率分配計算過程 假設(shè)已知初始功率和頻率 不考慮發(fā)電機調(diào)整量是否足夠 則一次調(diào)頻結(jié)束后的實際功率和頻率為 65 5 3 3 6算例分析 一次調(diào)頻功率的功率分配計算過程 續(xù) 假設(shè)存在過調(diào)機組 調(diào)整功率大于其額定值 則一次調(diào)頻的二次功率分配過程如下 1 設(shè)一次頻率過程中的一次功率分配對應(yīng)過調(diào)機組的最大功率調(diào)整量為 一次功率分配對應(yīng)的頻率調(diào)整量為 66 5 3 3 6算例分析 一次調(diào)頻功率的功率分配計算過程 續(xù) 2 二次功率分配時系統(tǒng)的單位調(diào)整功率修正 一次功率分配結(jié)束后系統(tǒng)的功率調(diào)整量 一次功率分配結(jié)束后系統(tǒng)的不平衡功率 二次功率分配時過調(diào)機組單位調(diào)節(jié)功率為0 二次功率分配時的頻率變化量 67 5 3 4頻率的二次調(diào)整 二次調(diào)頻的功率頻率調(diào)整原理圖二次調(diào)頻的頻率調(diào)整量計算公式二次調(diào)頻的頻率調(diào)整量計算公式推廣互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率問題互聯(lián)系統(tǒng)的功率缺額互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率方程互聯(lián)系統(tǒng)的頻率與聯(lián)絡(luò)線功率計算公式互聯(lián)系統(tǒng)的功率缺額與聯(lián)絡(luò)線功率的關(guān)系 68 5 3 4頻率的二次調(diào)整 二次調(diào)頻的功率頻率調(diào)整原理圖 一次曲線平移 69 5 3 4頻率的二次調(diào)整 二次調(diào)頻的頻率調(diào)整量計算公式 負荷突然增大量 發(fā)電機組二次調(diào)整增加功率 一次調(diào)整增加功率 負荷自身減少的功率 70 5 3 4頻率的二次調(diào)整 二次調(diào)頻的頻率調(diào)整量計算公式推廣 n臺機組進行一次調(diào)整 第n臺機組進行二次調(diào)整 功率缺額 雷同一次調(diào)頻 71 5 3 4頻率的二次調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率問題 圖5 29兩個系統(tǒng)的聯(lián)合 72 5 3 4頻率的二次調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的功率缺額 定義 KA KB 聯(lián)合前A B兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 PLA PLB為A B兩系統(tǒng)負荷功率突變量 PGA PGB為A B兩系統(tǒng)二次調(diào)整功率變量 Pab為聯(lián)絡(luò)線上交換功率變量 PA PB為A B兩系統(tǒng)功率缺額變量 PA PLA PGA PB PLB PGB 73 5 3 4頻率的二次調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率方程 聯(lián)絡(luò)線的功率從A到B 對A系統(tǒng) 相當于負荷 對B系統(tǒng)