電力系統(tǒng)分析第13章

1、第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 13.2 有功功率和頻率有功功率和頻率 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 13.4 電力系統(tǒng)頻率控制電力系統(tǒng)頻率控制 13.5 有功功率平衡有功功率平衡 13.6 小結(jié)小結(jié) 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力用戶的影響頻率對電力用戶的影響 (1)(1)

2、電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機 轉(zhuǎn)速變化轉(zhuǎn)速變化, ,這會使得電動機所驅(qū)動的加工這會使得電動機所驅(qū)動的加工 工業(yè)產(chǎn)品的機械的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化工業(yè)產(chǎn)品的機械的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化, ,轉(zhuǎn)速不轉(zhuǎn)速不 穩(wěn)定會影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定會影響產(chǎn)品質(zhì)量,甚至會出現(xiàn)次品和甚至會出現(xiàn)次品和 廢品。廢品。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力用戶的影響頻率對電力用戶的影響 （2 2）電力系統(tǒng)頻率波動會影響某些測量）電力系統(tǒng)頻率波動會影響某些測量 和控制用

3、的電子設(shè)備的準確性和性能和控制用的電子設(shè)備的準確性和性能, ,頻頻 率過低時有些設(shè)備甚至無法工作。這對一率過低時有些設(shè)備甚至無法工作。這對一 些重要工業(yè)和國防是不能允許的。些重要工業(yè)和國防是不能允許的。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力用戶的影響頻率對電力用戶的影響 （3 3）電力系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn)電力系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn) 速和輸出功率降低速和輸出功率降低, ,導(dǎo)致其所帶動機械的導(dǎo)致其所帶動機械的 轉(zhuǎn)速和出力降低轉(zhuǎn)速和出力降低, ,

4、影響電力用戶設(shè)備的正影響電力用戶設(shè)備的正 常運行常運行。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力系統(tǒng)的影響頻率對電力系統(tǒng)的影響 （1 1）頻率下降時頻率下降時, ,汽輪機葉片的振動會汽輪機葉片的振動會 變大變大, ,輕則影響使用壽命輕則影響使用壽命, ,重則可能產(chǎn)生裂重則可能產(chǎn)生裂 紋。對于額定頻率為紋。對于額定頻率為50Hz50Hz的電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng), ,當當 頻率低到頻率低到45Hz45Hz附近時附近時, ,某些汽輪機的葉片某些汽輪機的葉片 可能

5、因發(fā)生共振而斷裂可能因發(fā)生共振而斷裂, ,造成重大事故。造成重大事故。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力系統(tǒng)的影響頻率對電力系統(tǒng)的影響 （2 2）頻率下降到頻率下降到47-48Hz47-48Hz時時, ,火電廠由異步電火電廠由異步電 動機驅(qū)動的輔機（如送風機）的出力隨之下降動機驅(qū)動的輔機（如送風機）的出力隨之下降, ,從從 而使火電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降而使火電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降。這種趨這種趨 勢如果不能及時制止勢如果不能及時制止,

6、,就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng)就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng) 頻率下降到不能允許的程度頻率下降到不能允許的程度。這種現(xiàn)象稱為頻率這種現(xiàn)象稱為頻率 雪山崩雪山崩。出現(xiàn)頻率雪崩會造成大面積停電出現(xiàn)頻率雪崩會造成大面積停電, ,甚至使甚至使 整個系統(tǒng)瓦解整個系統(tǒng)瓦解。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力系統(tǒng)的影響頻率對電力系統(tǒng)的影響 （3 3）在核電廠中在核電廠中, ,反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)泵對反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)泵對 供電頻率有嚴格要求供電頻率有嚴格要求。當頻率降到一定數(shù)當頻

7、率降到一定數(shù) 值時值時, ,冷卻介質(zhì)泵即自動跳開冷卻介質(zhì)泵即自動跳開, ,使反應(yīng)堆停使反應(yīng)堆停 止運行止運行。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 1 1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A A 頻率對電力系統(tǒng)的影響頻率對電力系統(tǒng)的影響 （4 4）電力系統(tǒng)頻率下降時電力系統(tǒng)頻率下降時, ,異步電動機和變壓異步電動機和變壓 器的勵磁電流增加器的勵磁電流增加, ,使無功消耗增加使無功消耗增加, ,引起系統(tǒng)電引起系統(tǒng)電 壓下降壓下降, ,頻率下降還會引起勵磁機出力下降頻率下降還會引起勵磁機出力下降, ,并使并使

8、發(fā)電機電勢下降發(fā)電機電勢下降, ,導(dǎo)致全系統(tǒng)電壓水平降低。如果導(dǎo)致全系統(tǒng)電壓水平降低。如果 電力系統(tǒng)原來的電壓水平偏低電力系統(tǒng)原來的電壓水平偏低, ,在頻率下降到一定在頻率下降到一定 值時值時, ,可能出現(xiàn)所謂電壓雪崩現(xiàn)象可能出現(xiàn)所謂電壓雪崩現(xiàn)象, ,出現(xiàn)電壓雪崩出現(xiàn)電壓雪崩 也會造成大面積停電也會造成大面積停電, ,甚至使系統(tǒng)瓦解。甚至使系統(tǒng)瓦解。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 2 2、電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性 A 維持電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi)維持電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi) 電力系統(tǒng)頻

9、率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行的所電力系統(tǒng)頻率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行的所 有發(fā)電機組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負有發(fā)電機組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負 荷消耗荷消耗(包括網(wǎng)損包括網(wǎng)損)的有功功率總和之間的平衡來的有功功率總和之間的平衡來 維持的。但是電力系統(tǒng)的負荷是時刻變化的維持的。但是電力系統(tǒng)的負荷是時刻變化的,從而從而 導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允 許范圍之內(nèi)許范圍之內(nèi) ，就是要及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行機，就是要及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行機 組有功功率。組有功功率。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡

10、和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 2 2、電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性 B 提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性 當系統(tǒng)頻率在額定值附近時，雖然頻率當系統(tǒng)頻率在額定值附近時，雖然頻率 滿足要求，但沒有說明哪些機組參與并聯(lián)滿足要求，但沒有說明哪些機組參與并聯(lián) 運行，并聯(lián)運行的機組各應(yīng)該發(fā)多少有功運行，并聯(lián)運行的機組各應(yīng)該發(fā)多少有功 功率。電力系統(tǒng)有功功率控制的任務(wù)之一功率。電力系統(tǒng)有功功率控制的任務(wù)之一 就是要解決這個問題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng)就是要解決這個問題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng) 濟調(diào)度問題。濟調(diào)度問題。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系

11、統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 2 2、電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性 C 保證聯(lián)合電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行保證聯(lián)合電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行 電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷地擴大電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷地擴大,已經(jīng)出現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn) 了將幾個區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)在一起組成的聯(lián)合了將幾個區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)在一起組成的聯(lián)合 電力系統(tǒng)，有的聯(lián)合電力系統(tǒng)實行分區(qū)域控電力系統(tǒng)，有的聯(lián)合電力系統(tǒng)實行分區(qū)域控 制，要求不同區(qū)域系統(tǒng)間交換的電功率和電制，要求不同區(qū)域系統(tǒng)間交換的電功率和電 量按事先約定的協(xié)議進行。這時電力系統(tǒng)有量按事先約定的協(xié)議進行。這時電力系統(tǒng)有 功功率控制要對不同區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線上功功率

12、控制要對不同區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線上 通過的功率和電量實行控制。通過的功率和電量實行控制。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.1 概述概述 3 3、本章的主要內(nèi)容、本章的主要內(nèi)容 為什么P和f聯(lián)系起來 有功功率平衡 調(diào)頻原理 調(diào)頻方法和措施 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.2 有功功率和頻率有功功率和頻率 1 1、基本概念、基本概念 電力系統(tǒng)的頻率由發(fā)電機的轉(zhuǎn)速電力系統(tǒng)的頻率由發(fā)電機的轉(zhuǎn)速 決定，相聯(lián)系統(tǒng)只有一個頻率，決定，相聯(lián)系統(tǒng)只有一個頻率， 是一個全局問題，與電壓不同。是一個全局

13、問題，與電壓不同。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.2 有功功率和頻率有功功率和頻率 2 2、頻率、頻率 n額定頻率：額定頻率：50Hz n頻率偏移：系統(tǒng)運行頻率與額定頻率偏移：系統(tǒng)運行頻率與額定 頻率之差。頻率之差。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.2 有功功率和頻率有功功率和頻率 3、 電力系統(tǒng)的頻率水平由有功功率平電力系統(tǒng)的頻率水平由有功功率平 衡決定，如果有功電源充足，能保證用衡決定，如果有功電源充足，能保證用 戶需要，且具有及時進行調(diào)整的能力，戶需要，且具有及時進行調(diào)整

14、的能力， 則能保證頻率在合理的范圍之內(nèi)，反之，則能保證頻率在合理的范圍之內(nèi)，反之， 則將出現(xiàn)較大的頻率偏移。則將出現(xiàn)較大的頻率偏移。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 1 1、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的 功率頻率靜態(tài)特性功率頻率靜態(tài)特性 OPGPG2PG1 f f1 f2 1 2 發(fā)電機組的發(fā)電機組的功功 率頻率靜態(tài)特率頻率靜態(tài)特 性如右圖，當性如右圖，當 功率增加到其功率增加到其 額定功率時，額定功率時， 輸出功率不隨輸出功率不隨 頻率變化。頻率變化。 第十三

15、章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 1 1、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的 功率頻率靜態(tài)特性功率頻率靜態(tài)特性 OPGPG2PG1 f f1 f2 1 2 等效發(fā)電機組等效發(fā)電機組 的的功率頻率靜功率頻率靜 態(tài)特性如右圖態(tài)特性如右圖 所示，它跟所示，它跟發(fā)發(fā) 電機組的電機組的功率功率 頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性 相似。相似。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 1 1、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)

16、等效發(fā)電機組的、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的 功率頻率靜態(tài)特性功率頻率靜態(tài)特性 由此可見，由此可見，發(fā)電機組和等效發(fā)電機組的發(fā)電機組和等效發(fā)電機組的功率頻率功率頻率 靜態(tài)特性都是向下傾斜的，其程度用調(diào)差系數(shù)表示：靜態(tài)特性都是向下傾斜的，其程度用調(diào)差系數(shù)表示： f P K f P K P f G G G G G 1 1 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 2 2、電力系統(tǒng)綜合負荷的靜態(tài)頻率特性、電力系統(tǒng)綜合負荷的靜態(tài)頻率特性 電力系統(tǒng)綜合負荷由各種各樣的負荷組電力系統(tǒng)綜合負荷由各種各樣的負荷組 成。這

17、些負荷吸取的有功功率有的與頻率無成。這些負荷吸取的有功功率有的與頻率無 關(guān)，有的與頻率的一次方成正比，有的與頻關(guān)，有的與頻率的一次方成正比，有的與頻 率的二次方成正比，有的與頻率的更高次方率的二次方成正比，有的與頻率的更高次方 成正比。成正比。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 綜合負荷與頻率的關(guān)系可表示成：綜合負荷與頻率的關(guān)系可表示成： 1 210 * 2 *2*10 2 210 n e Le L L n nL n e Len e Le e LeLeL aaaa f f f P P P fafafa

18、aP f f Pa f f Pa f f PaPaP 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 2 2、電力系統(tǒng)綜合負荷的靜態(tài)頻率特性、電力系統(tǒng)綜合負荷的靜態(tài)頻率特性 在額定頻率附近，負荷的靜態(tài)頻率特性近在額定頻率附近，負荷的靜態(tài)頻率特性近 似為直線似為直線 PL O f PL1 f1 負荷的靜態(tài)頻率特負荷的靜態(tài)頻率特 性曲線的斜率稱為性曲線的斜率稱為 負荷的頻率調(diào)節(jié)效負荷的頻率調(diào)節(jié)效 應(yīng)系數(shù)。應(yīng)系數(shù)。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率

19、特性電力系統(tǒng)頻率特性 負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)記為負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)記為K KL L * * f P K f P K L L L L 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 3 3、電力系統(tǒng)的頻率特性、電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機、輸電網(wǎng)絡(luò)和負荷組成。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機、輸電網(wǎng)絡(luò)和負荷組成。 如果把輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗看成負荷的一部分，則電力如果把輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗看成負荷的一部分，則電力 系統(tǒng)是由兩個環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)系統(tǒng)。發(fā)電機組的功系統(tǒng)是由兩個環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)系統(tǒng)。發(fā)電機組的功 率頻率特性和負荷的功率

20、頻率特性的交點就是電力率頻率特性和負荷的功率頻率特性的交點就是電力 系統(tǒng)的頻率的穩(wěn)定運行點。系統(tǒng)的頻率的穩(wěn)定運行點。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 3 3、電力系統(tǒng)的頻率特性、電力系統(tǒng)的頻率特性 OP PL3PL1 f f1 f2 a b c PL2 L1 L2 G1 G2 如如圖，當?shù)刃Оl(fā)圖，當?shù)刃Оl(fā) 電機運行在特性電機運行在特性 G1，綜合負荷特綜合負荷特 性為性為L1時，系統(tǒng)時，系統(tǒng) 運行在運行在a點，系點，系 統(tǒng)頻率為統(tǒng)頻率為f1。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系

21、統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 3 3、電力系統(tǒng)的頻率特性、電力系統(tǒng)的頻率特性 OP PL3PL1 f f1 f2 a b c PL2 L1 L2 G1 G2 當系統(tǒng)負荷增加當系統(tǒng)負荷增加，綜綜 合負荷特性為合負荷特性為L2時，時， 如果不改變發(fā)電機調(diào)如果不改變發(fā)電機調(diào) 速系統(tǒng)的設(shè)定值，等速系統(tǒng)的設(shè)定值，等 效發(fā)電機特性仍然為效發(fā)電機特性仍然為 G1, 系統(tǒng)運行在系統(tǒng)運行在b點，點， 系統(tǒng)頻率為系統(tǒng)頻率為f2。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性 3 3、電力系統(tǒng)

22、的頻率特性、電力系統(tǒng)的頻率特性 OP PL3PL1 f f1 f2 a b c PL2 L1 L2 G1 G2 如果當系統(tǒng)負荷增加如果當系統(tǒng)負荷增加，綜綜 合負荷特性變?yōu)楹县摵商匦宰優(yōu)長2時，改時，改 變發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定變發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定 值，等效發(fā)電機特性變?yōu)橹?，等效發(fā)電機特性變?yōu)?G2, 則系統(tǒng)運行在則系統(tǒng)運行在c點，系點，系 統(tǒng)頻率回到統(tǒng)頻率回到f1。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 1 1、電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 OP PL3PL1 f f1 f2 a b c

23、 PL2 L1 L2 G1 G2 當系統(tǒng)負荷增加當系統(tǒng)負荷增加，綜合負荷綜合負荷 特性為特性為L2時，發(fā)電機調(diào)速時，發(fā)電機調(diào)速 系統(tǒng)的設(shè)定值不變，等效發(fā)系統(tǒng)的設(shè)定值不變，等效發(fā) 電機特性仍然為電機特性仍然為G1, 系統(tǒng)運系統(tǒng)運 行在行在b點，系統(tǒng)頻率為點，系統(tǒng)頻率為f2。 這種由發(fā)電機特性和負荷調(diào)這種由發(fā)電機特性和負荷調(diào) 節(jié)效應(yīng)共同承擔系統(tǒng)負荷變節(jié)效應(yīng)共同承擔系統(tǒng)負荷變 化使系統(tǒng)運行在另一頻率的化使系統(tǒng)運行在另一頻率的 頻率調(diào)整稱為頻率的一次調(diào)頻率調(diào)整稱為頻率的一次調(diào) 整。整。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系

24、統(tǒng)頻率調(diào)整 1 1、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整 OP PL3PL1 f f1 f2 a b c PL2 L1 L2 G1 G2 對于右圖，頻率一次對于右圖，頻率一次 調(diào)整的結(jié)果：調(diào)整的結(jié)果： 發(fā)電機有功功率增加了發(fā)電機有功功率增加了 PL2-PL1，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)負荷調(diào)節(jié)效應(yīng) 是負荷少吸收有功功率是負荷少吸收有功功率 為為PL3-PL2，系統(tǒng)頻率降系統(tǒng)頻率降 低到低到f2。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 1 1、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整 當系統(tǒng)負荷減少時，頻率的一次

25、調(diào)整過當系統(tǒng)負荷減少時，頻率的一次調(diào)整過 程與上述相反。即系統(tǒng)頻率升高，發(fā)電機有程與上述相反。即系統(tǒng)頻率升高，發(fā)電機有 功功率減少，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)使負荷吸取的有功功率減少，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)使負荷吸取的有 功功率相對于原頻率下的功率有所增加。功功率相對于原頻率下的功率有所增加。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 2 2、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整 OP PL3PL1 f f1 f2 a b c PL2 L1 L2 G1 G2 當系統(tǒng)負荷變化較大，當系統(tǒng)負荷變化較大， 頻率的一次調(diào)整結(jié)果，頻率的

26、一次調(diào)整結(jié)果， 系統(tǒng)頻率過高或過低時系統(tǒng)頻率過高或過低時 ，需要改變發(fā)電機調(diào)速，需要改變發(fā)電機調(diào)速 系統(tǒng)的設(shè)定值，使系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)定值，使系統(tǒng) 頻率恢復(fù)到規(guī)定范圍內(nèi)頻率恢復(fù)到規(guī)定范圍內(nèi) 。對于右圖，等效發(fā)電。對于右圖，等效發(fā)電 機特性變?yōu)闄C特性變?yōu)镚2, 系統(tǒng)頻系統(tǒng)頻 率回到率回到f1。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 2 2、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整 當系統(tǒng)負荷變化較大，通過改變當系統(tǒng)負荷變化較大，通過改變 發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定值使系統(tǒng)頻率發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定值使系統(tǒng)頻率 恢復(fù)到規(guī)

27、定范圍內(nèi)的頻率調(diào)整稱為頻恢復(fù)到規(guī)定范圍內(nèi)的頻率調(diào)整稱為頻 率的二次調(diào)整。率的二次調(diào)整。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 2 2、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整任務(wù)是電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整任務(wù)是 由調(diào)頻發(fā)電廠中的發(fā)電機組承擔的。由調(diào)頻發(fā)電廠中的發(fā)電機組承擔的。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 3 3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整）、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次

28、調(diào)整） 在頻率的三次調(diào)整之前，讓我們在頻率的三次調(diào)整之前，讓我們 先看看電力系統(tǒng)負荷的變化情況。先看看電力系統(tǒng)負荷的變化情況。 見下圖見下圖 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 3 3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整 （頻率的三次調(diào)整）（頻率的三次調(diào)整） 負荷總的變化情況負荷總的變化情況 隨機分量隨機分量 脈沖分量脈沖分量 持續(xù)分量持續(xù)分量 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 3 3、電力系統(tǒng)有功功率

29、調(diào)整（頻率的三次調(diào)整）、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整） 由上圖可見，總的負荷可分成三個部分：由上圖可見，總的負荷可分成三個部分： 隨機分量隨機分量 脈沖分量脈沖分量 持續(xù)分量持續(xù)分量 一次調(diào)頻一次調(diào)頻 一、二次調(diào)頻一、二次調(diào)頻 發(fā)電計劃加二次調(diào)頻發(fā)電計劃加二次調(diào)頻 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 3 3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整）、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整） 負荷的持續(xù)分量，調(diào)度部門用日負荷曲負荷的持續(xù)分量，調(diào)度部門用日負荷曲 線來描述。日負荷曲線示例如下：線來描述。

30、日負荷曲線示例如下： 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 3 3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整）、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整） 從以上日負荷曲線可看到，把負荷分成從以上日負荷曲線可看到，把負荷分成 基荷和峰荷。相應(yīng)地，調(diào)度部門把發(fā)電廠分基荷和峰荷。相應(yīng)地，調(diào)度部門把發(fā)電廠分 為三類：為三類： 帶基荷發(fā)電廠帶基荷發(fā)電廠 調(diào)峰發(fā)電廠調(diào)峰發(fā)電廠 調(diào)頻發(fā)電廠調(diào)頻發(fā)電廠 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整

31、 3 3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整）、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)整） 調(diào)度部門按日負荷曲線把發(fā)電計劃下發(fā)到調(diào)度部門按日負荷曲線把發(fā)電計劃下發(fā)到 各類發(fā)電廠，計劃發(fā)電計劃與實際負荷不可各類發(fā)電廠，計劃發(fā)電計劃與實際負荷不可 能完全一致，其差值稱為計劃外負荷。計劃能完全一致，其差值稱為計劃外負荷。計劃 外負荷由調(diào)頻廠承擔。外負荷由調(diào)頻廠承擔。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.4 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 3 3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào)、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率的三次調(diào) 整）整） 由此可見，調(diào)度部門使

32、用發(fā)電計劃來由此可見，調(diào)度部門使用發(fā)電計劃來 解決大部分有功功率平衡問題的。解決大部分有功功率平衡問題的。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.5 電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷 的合理分配的合理分配 1 1、有功電源、有功電源 發(fā)電廠是目前電力系統(tǒng)唯一的有功功率電源。發(fā)電廠是目前電力系統(tǒng)唯一的有功功率電源。 （1）火力發(fā)電廠：總?cè)萘恳话胍陨?。）火力發(fā)電廠：總?cè)萘恳话胍陨稀?l燃油火力發(fā)電廠燃油火力發(fā)電廠 l燃汽火力發(fā)電廠燃汽火力發(fā)電廠 l燃燒火力發(fā)電廠效率高容量大燃燒火力發(fā)電廠效率高容量大 l低溫低壓（低溫低壓（45

33、0，35大氣壓）大氣壓） l中溫中壓（中溫中壓（520，100大氣壓）大氣壓） l高溫高壓（高溫高壓（550，180大氣壓）大氣壓） l超臨界機組超臨界機組 (575，200以上以上) （2）熱力發(fā)電廠：發(fā)電）熱力發(fā)電廠：發(fā)電+供熱供熱 強迫出力：為保證供熱而必須發(fā)出的有強迫出力：為保證供熱而必須發(fā)出的有 功功率。功功率。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.5 電力系統(tǒng)有功功率平衡及電力系統(tǒng)有功功率平衡及 負荷的合理分配負荷的合理分配 （3） 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠 l多年調(diào)節(jié)庫容水力發(fā)電廠多年調(diào)節(jié)庫容水力發(fā)電廠 l日調(diào)節(jié)庫容水力發(fā)電廠日調(diào)

34、節(jié)庫容水力發(fā)電廠 l徑流式庫容水力發(fā)電廠徑流式庫容水力發(fā)電廠 l抽水蓄能庫容水力發(fā)電廠抽水蓄能庫容水力發(fā)電廠 （4） 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.5 電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷的合理分配電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷的合理分配 水電廠強迫出力 Fig 13.1 熱電廠強迫出力 核電廠 高效率大機組火電廠 中溫中壓凝氣式火電廠 中溫中壓火電廠 水電廠可調(diào)功率 抽頭蓄能 基荷 峰荷 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.5 電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷的合理分配電力系統(tǒng)

35、有功功率平衡及負荷的合理分配 2、 有功功率負荷有功功率負荷 有功功率負荷隨天氣、季節(jié)、每天的時間、天有功功率負荷隨天氣、季節(jié)、每天的時間、天 氣氣,人們的生活工作習慣等變化，以各種負荷曲人們的生活工作習慣等變化，以各種負荷曲 線來反映，是電力調(diào)度部門的重要依據(jù)。線來反映，是電力調(diào)度部門的重要依據(jù)。 Fig13.1中中 基荷：日負荷曲線最低點以下部分，基荷：日負荷曲線最低點以下部分， 峰荷：基荷與最大負荷之間的部分。峰荷：基荷與最大負荷之間的部分。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.5 電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷的合理分配電力系統(tǒng)有功功率

36、平衡及負荷的合理分配 2、 有功功率負荷有功功率負荷 實際負荷變化的特點實際負荷變化的特點 實際負荷變化由三種成分構(gòu)成：實際負荷變化由三種成分構(gòu)成： n變化幅度很小，變化周期最短（一般為變化幅度很小，變化周期最短（一般為10S以內(nèi)），以內(nèi)）， 一般由中小型用電設(shè)備的投入切除引起，帶有很大的一般由中小型用電設(shè)備的投入切除引起，帶有很大的 隨機性。隨機性。 n變化幅度較大，變化周期較短（變化幅度較大，變化周期較短（10S-3m），一般為），一般為 軋鋼機等的較大的間斷性負荷；軋鋼機等的較大的間斷性負荷； n變化緩慢權(quán)的持續(xù)變化部分，由人們的作息制度、生變化緩慢權(quán)的持續(xù)變化部分，由人們的作息制度、生

37、 活習慣、天氣等決定。活習慣、天氣等決定。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 3、兩并聯(lián)機組的有功功率分配 見Fig13.1 基本原則： l基荷由具有強迫功率，不可調(diào)功率或高 效率的熱力發(fā)電廠，電力發(fā)電廠，核能 發(fā)電廠，逕流式水力發(fā)電廠，泄洪灌溉 等水力發(fā)電廠等承擔。 l峰荷由有調(diào)節(jié)水庫的水力發(fā)電廠，燃氣 輪機發(fā)電廠和中溫中壓火力發(fā)電廠等承 擔。 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 3、兩并聯(lián)機組的有功功率分配 f1 f2 PG1 PG2 PG1 PG2 PG1 PG1 PG2 PG2 Gie i

38、 Gi eGG eGG e eG G eG G GGG GGG PfP PfP PfP f ff f f P P P P PPP PPP * * 2* *2 2 1* *1 1 12 * *2 2 2 *1 1 1 2 22 1 11 1 1 1 并聯(lián)運行機組所調(diào)節(jié)的有 功功率與頻率變化和機組 額定容量成正比，與機組 調(diào)差系數(shù)成反比 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 如何求解f* m i Gie m i GieGi m i Gie m i i Gie D GD m i i Gie m i Gie D m i GieGDe m i i Gie m

39、 i GiGD GDe GD GD GD D P PK P P K P P PP P fPP P P P P f 1 1 * 1 1 * * * 1 * 1 * 11 * * 1 * * * * 1 注意：若某臺機組已經(jīng)沒有調(diào)節(jié)容量，則取i*=, KGi0 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 如何求解f* * * * )( f P KKKK P P KK KKK fKfKK fKfKPPP L LrGDL Le GDe GDS LGDS SLGD LGDLGDL 為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有

40、功功率平衡和頻率調(diào)整 13.5 電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷的合理分配電力系統(tǒng)有功功率平衡及負荷的合理分配 4、 有功功率電源的備用有功功率電源的備用 為滿足預(yù)計外的負荷需求和負荷變化，需要以下幾種備用：為滿足預(yù)計外的負荷需求和負荷變化，需要以下幾種備用： 負荷備用：為滿足負荷波動和計劃外增加的負荷而設(shè)置的備負荷備用：為滿足負荷波動和計劃外增加的負荷而設(shè)置的備 用（最大負荷的用（最大負荷的3-5%）。）。 事故備用：在電力系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然故障時，為保證事故備用：在電力系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然故障時，為保證 向用戶正常供電而設(shè)置的備用。（向用戶正常供電而設(shè)置的備用。（5%10%，最大單最大單

41、機容量）機容量） 檢修備用：為發(fā)電設(shè)備的定期檢修及設(shè)置的備用。檢修備用：為發(fā)電設(shè)備的定期檢修及設(shè)置的備用。 國民經(jīng)濟備用：考慮到國民經(jīng)濟超計劃增長而設(shè)置的備用。國民經(jīng)濟備用：考慮到國民經(jīng)濟超計劃增長而設(shè)置的備用。 l熱備用：所有發(fā)電機組最大可能出力之和與該時刻總負熱備用：所有發(fā)電機組最大可能出力之和與該時刻總負 荷的差值，（根據(jù)需要隨時可以投入的備用）荷的差值，（根據(jù)需要隨時可以投入的備用） 熱備用包括部分事故備用和全部負荷備用。熱備用包括部分事故備用和全部負荷備用。 l冷備用：處于待機狀態(tài)，但設(shè)備完好，隨時可以啟動的冷備用：處于待機狀態(tài)，但設(shè)備完好，隨時可以啟動的 發(fā)電設(shè)備。發(fā)電設(shè)備。 第十

42、三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 13.6 小結(jié)小結(jié) 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 選講內(nèi)容1： AGC（Automation Generation Control） n目的是使電力系統(tǒng)的出力與負荷相適應(yīng)， 保持頻率額定和通過聯(lián)絡(luò)線的交換功率 等于計劃值，并盡可能實現(xiàn)機組（電廠） 間負荷的經(jīng)濟分配 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 AGC的基本目標 n使全系統(tǒng)的出力與負荷相匹配 n將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到0，保持系 統(tǒng)頻率為額定值 n控制區(qū)域間

43、聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相 等，實現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率的平衡 n在區(qū)域各個電廠間進行負荷的經(jīng)濟分配 第二、三個目標也稱為LFC 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 AGC的一般過程 跟蹤控制 調(diào)節(jié)控制 機組控制 發(fā)電計劃 調(diào)速器 氣輪機 負荷預(yù)測 機組組合 水電計劃 交換計劃 電力系統(tǒng) 發(fā)電計劃 區(qū)域控制誤差 機組分組 df PG 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 區(qū)域控制誤差區(qū)域控制誤差 ACEi=b bidf+dPT,I 聯(lián)絡(luò)線和頻率偏差控制（聯(lián)絡(luò)線和頻率偏差控制（TBC） 恒定功率控制（恒定功

44、率控制（CFC） 恒定凈交換功率控制（恒定凈交換功率控制（CNIC） 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 AGC對對機組功率的分配機組功率的分配 nAGC對機組公里的分配包括兩個部分： n按經(jīng)濟調(diào)度原則分配計劃負荷和計劃外負荷， 送出基點功率值； n將消除誤差式區(qū)域控制誤差所需要的調(diào)節(jié)功 率PR分配給機組 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 AGC與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系 機組組合 發(fā)電計劃 水電計劃 負荷預(yù)測 AGC 交換計劃 安全約束調(diào)度 狀態(tài)估計 最優(yōu)潮流 計劃 限制 潮流 網(wǎng)

45、損 修正 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 自學內(nèi)容1： 自動低頻減負荷 概述 電力系統(tǒng)頻率控制是關(guān)系電力系統(tǒng) 全局的控制問題.在電力系統(tǒng)事故情況下, 當采取各種措施之后仍然不能制止頻率 下降時,則由低頻減載裝置自動的切除一 部分負荷來達到目的,這就是自動低頻減 負荷,也稱自動低頻減載. 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性 電力系統(tǒng)頻率動態(tài)特性主要由系統(tǒng)所有的 轉(zhuǎn)動機械決定.由于旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)動慣量及其距 離故障點的電氣距離的不同,在系統(tǒng)故障時,系 統(tǒng)中各結(jié)點(母線)的頻率動

46、態(tài)特性是不同的. 各結(jié)點的頻率fi將在系統(tǒng)平均頻率fx附近變 化,但偏離的數(shù)值不大.因此,可以用fx代替fi并將 系統(tǒng)看成一臺等值發(fā)電機組來研究fx隨時間的 變化. 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性 系統(tǒng)中每臺發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子運動方程: 經(jīng)驗表明,雖然電力系統(tǒng)中電動機的數(shù)量遠 比發(fā)電機多,但它們的等效轉(zhuǎn)動慣量卻遠小于 發(fā)動機組.故可以只考慮發(fā)電機組的轉(zhuǎn)動慣量. 現(xiàn)在取系統(tǒng)所有的發(fā)電機的額定功率總和PGe 為功率的基準值,則有 * * LiTi i Ji PP dt d T n i Ge ie Li n i Ge ie Ti

47、 i n i Ge ie Ji P S P P S P dt d P S T 1 * 1 * 1 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性 考慮到可以近似認為fi=fx,上式中i*可以 用X*代替,則 * * * L X X PP dt d T T ie n i Ji Ge X ST P T 1 1 ie n i T Ge T SP P P 1 * 1 ie n i L Ge L SP P P 1 * 1 n i GieGe PP 1 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻

48、率的動態(tài)特性 由于 有 以上即系統(tǒng)等值機的頻率變化方程式。該 方程式?jīng)]有考慮負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng) dt fd dt d dt d dt d Xe Xe X* )( * * LTX PP dt fd T 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性 若考慮負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)： 將功率基準換算成為PLe： fKP LL * * * * * * * * * * * * * * * * 1 )( 1 qe L XT LeT LLLe Ge X LeTL Le Ge X L Le GeLe Le GeT Le Ge X P K f dt fd

49、T PP K f dt fd KP P T PPfK dt fd P P T P P PP P PP dt fd P P T 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性 電力系統(tǒng)頻率的動 態(tài)特性如圖所示.該 特性為一指數(shù)下降 曲線,頻率下降的穩(wěn) 態(tài)值與功率缺額成 正比. 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 自動低頻減負荷的基本原理 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 自動低頻減負荷裝置 自動低頻減負荷裝置控制的是整個系統(tǒng)的頻 率,而不是

50、系統(tǒng)內(nèi)某一臺發(fā)電機組的運行參數(shù),因此 ZDPJ裝置分散安裝在電力系統(tǒng)的各個變電站之中, 由它們共同作用來阻止系統(tǒng)頻率下降. 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 自 動 低 頻 減 負 荷 裝 置 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 自動低頻減負荷裝置的整定計算 (一)確定最大功率缺額Pqe 發(fā)生嚴重事故時,為了保證系ZDPJ裝置動作 切除負荷后能使得系統(tǒng)頻率恢復(fù)到允許值,在計 算接入ZDPJ裝置的負荷功率之前,必須先確定 系統(tǒng)發(fā)生故障時功率缺額的最大值.確定最大功 率缺額應(yīng)該考慮系統(tǒng)最不利運行方式下

51、出現(xiàn)最 嚴重故障時的情況. 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 自動低頻減負荷裝置的整定計算 (二)確定接入ZDPJ裝置的負荷中功率PJH 當系統(tǒng)出現(xiàn)Pqe時,如果ZDPJ不動作,系 統(tǒng)頻率會穩(wěn)定在f ;如果切除的 負荷功率等于Pqe,則系統(tǒng)的頻 率會恢復(fù)到fe.為了盡量少的切 除負荷.并不要求ZDPJ動作使 系統(tǒng)頻率恢復(fù)到fe,只要恢復(fù)到 允許頻率fy.即fy fe. * * * f PP PP f P K JHLe JHqe L L * * 1fK PfKP P L LeLqe JH e ye f ff F * 第十三章第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 確定接入ZDPJ裝置的負荷中功率PJH 例13-1 某系統(tǒng)的負荷額定功率PLe=1000MW 系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大功率缺額為218MW,設(shè) 負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為KL*=2,自動低頻減負荷 裝置動作后,希望頻率恢復(fù)到fY=48Hz.求接 入自動低頻減負荷裝置的負荷總功率PJH. 解: 04. 0 50 4850 * e ye f ff F MW fK PfKP P L LeLqe JH 15