第四章 電力系統(tǒng)有功功率和頻率控制2014

1、第四章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率控制4.1 有功功率和頻率控制的必要性有功功率和頻率控制的必要性4.2電力系統(tǒng)的有功功率平衡電力系統(tǒng)的有功功率平衡4.3電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性4.4電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整4.5電力系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)頻方法電力系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)頻方法4.6電力系統(tǒng)有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配電力系統(tǒng)有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配4.7電力系統(tǒng)網(wǎng)損微增率的計(jì)算電力系統(tǒng)網(wǎng)損微增率的計(jì)算4.8自動(dòng)自動(dòng)發(fā)電控制發(fā)電控制4.9 機(jī)組的經(jīng)濟(jì)組合機(jī)組的經(jīng)濟(jì)組合4.1 有功功率和頻率控制的必要性有功功率和頻率控制的必要性v電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本任務(wù) 安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)地供電（優(yōu)質(zhì)：頻率、電壓合格）v保證

2、系統(tǒng)有功功率平衡：v互聯(lián)成網(wǎng)的交流電力系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式下具有同一頻率v頻率偏移：系統(tǒng)運(yùn)行頻率與額定頻率之差 有功功率電源不足或負(fù)荷增大時(shí)，系統(tǒng)頻率下降， 有功功率電源過?；蜇?fù)荷減小時(shí)，系統(tǒng)頻率上升v負(fù)荷具有不確定性和多變性，在實(shí)際運(yùn)行中系統(tǒng)頻率會(huì)發(fā)生波動(dòng)，故需不斷調(diào)節(jié)有功電源的輸出，使電力系統(tǒng)保持有功功率平衡一、頻率調(diào)整的必要性 所有用電設(shè)備都是按系統(tǒng)額定頻率設(shè)計(jì)的，只有在額定頻率下才能有好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 電力系統(tǒng)的頻率變動(dòng)對(duì)用戶、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身都會(huì)產(chǎn)生不利影響;v電網(wǎng)頻率f是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的表現(xiàn)，當(dāng)發(fā)電機(jī)PM與PE（+有功損耗）平衡時(shí)，和f不變v負(fù)荷隨機(jī)變化，

3、PE隨機(jī)變化v不可能嚴(yán)格保證任何時(shí)刻額定頻率，頻率偏移不可避免，需合理規(guī)定允許的偏移范圍。v我國(guó)目前：50Hz（0.20.5)Hz，發(fā)達(dá)國(guó)家0.1Hz一、電力系統(tǒng)頻率變化的影響1 1、對(duì)用戶的影響、對(duì)用戶的影響 （1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè) （2）異步電機(jī)功率下降 （3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度2 2、對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響、對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響 （1）對(duì)發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響 （2）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響 （3）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無功消耗。頻率不穩(wěn)定給運(yùn)行中的電氣設(shè)備帶來的危害：z對(duì)用戶的影響v產(chǎn)品質(zhì)量降低v生產(chǎn)率降低 z對(duì)發(fā)電廠的影響v 汽輪機(jī)葉片諧振v輔機(jī)功能下

4、降v 對(duì)系統(tǒng)的影響v互聯(lián)電力系統(tǒng)解列v發(fā)電機(jī)解列二、電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率與有功功率平衡的關(guān)系 要保持電力系統(tǒng)在某一頻率下運(yùn)行，就必須保證在該頻率下電力系統(tǒng)的有功率功率平衡；有功不足，頻率下降；有功過剩，頻率升高。名詞解釋v有功功率電源：可投入發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和，不應(yīng)小于包括網(wǎng)損和廠用電在內(nèi)的系統(tǒng)（總）發(fā)電負(fù)荷。v系統(tǒng)的備用容量：系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分，可分為熱備用和冷備用，或負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用等。4.2 電力系統(tǒng)的有功功率平衡電力系統(tǒng)的有功功率平衡三、頻率變化原因及分類1、負(fù)荷波動(dòng)分類P1一類負(fù)荷波動(dòng) 周期短；幅值?。挥捎秒娫O(shè)備 的投入和退出引起；不可預(yù)測(cè)。P2

5、二類負(fù)荷波動(dòng) 周期較長(zhǎng)，幅值較大；由大容 量用電設(shè)備的投入和退出引起， 不可預(yù)測(cè)。P3三類負(fù)荷波動(dòng) 周期最長(zhǎng)，幅值最大；由生產(chǎn) 生活規(guī)律和氣象條件變化引起；可 以預(yù)測(cè)。2、頻率變化原因 負(fù)荷變化破壞電力系統(tǒng)的有功率平衡關(guān)系。3、電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整方法及頻率調(diào)整分類 頻率調(diào)整方法 根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整有功電源（發(fā)電機(jī)）出力。 頻率調(diào)整分類 一次調(diào)整針對(duì)第一類負(fù)荷變動(dòng)進(jìn)行的調(diào)整，由于這類負(fù)荷的變動(dòng)周期很短、幅值較小，又具有很強(qiáng)的偶然性，所以只能靠自動(dòng)裝置（調(diào)速器）來實(shí)現(xiàn)。 二次調(diào)整針對(duì)第二類負(fù)荷變動(dòng)進(jìn)行的調(diào)整，由調(diào)頻器改變調(diào)頻電廠的機(jī)組出力來實(shí)現(xiàn)。 三次調(diào)整針對(duì)第三類負(fù)荷變動(dòng)進(jìn)行的調(diào)整，由于此類負(fù)荷基

6、本上可以預(yù)測(cè)，所以通常都是根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷曲線按最優(yōu)分配原則在系統(tǒng)各發(fā)電機(jī)（發(fā)電廠）之間進(jìn)行分配。所以三次調(diào)整又稱為負(fù)荷的最優(yōu)分配，由人工完成。 四、電力系統(tǒng)有功率平衡及備用容量1、電力系統(tǒng)的負(fù)荷與電源容量 綜合負(fù)荷=系統(tǒng)中所有負(fù)荷之和； 供電負(fù)荷=綜合負(fù)荷+網(wǎng)損； 發(fā)電負(fù)荷=供電負(fù)荷+廠用負(fù)荷； 系統(tǒng)額定容量=系統(tǒng)裝機(jī)額定容量之和； 系統(tǒng)電源容量=系統(tǒng)中可運(yùn)行機(jī)組的可發(fā)容量之和。2、有功功率平衡與系統(tǒng)備用容量有功功率平衡： （額定頻率下）系統(tǒng)備用容量： 定義：系統(tǒng)備用容量=系統(tǒng)電源容量-發(fā)電負(fù)荷（1520）%PPPLiGi作用： 在系統(tǒng)出現(xiàn)第一類、第二類負(fù)荷的波動(dòng)、負(fù)荷的超計(jì)劃增長(zhǎng)、事故導(dǎo)致的

7、發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行和設(shè)備檢修導(dǎo)致的設(shè)備退出運(yùn)行情況下，保證電力系統(tǒng)在要求頻率水平下的功率平衡，以保證供電可靠性和電能質(zhì)量。分類： 按用途： 負(fù)荷備用針對(duì)一類、二類負(fù)荷波動(dòng)和預(yù)測(cè)外負(fù)荷設(shè)置（2%5%）。 事故備用針對(duì)事故導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備退出設(shè)置（5%10%，且不小于系統(tǒng)最大一臺(tái)機(jī)組的額定容量）。 檢修備用針對(duì)發(fā)電設(shè)備檢修退出運(yùn)行設(shè)置（視情況）。 國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用針對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的超計(jì)劃增長(zhǎng)設(shè)置（3%5%） 按形式： 熱備用系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組所具有的備用容量； 冷備用系統(tǒng)中可運(yùn)行而未運(yùn)行機(jī)組的可發(fā)容量。發(fā)電負(fù)荷 負(fù)荷備用 （熱備用） 運(yùn)行機(jī)組可發(fā)容量事故備用 （熱備用） 可運(yùn)行機(jī) （冷備用） 組的可發(fā)檢修備用 （冷備用

8、） 容量國(guó)名經(jīng)濟(jì)備用（冷備用）根據(jù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的按各類發(fā)電廠的特點(diǎn)可以將基荷和峰荷非別分配給各類發(fā)電廠五、有功電源的合理組合1、有功負(fù)荷最優(yōu)分配的內(nèi)容 有功電源的最優(yōu)組合（冷備用分布） 最優(yōu)組合順序 最優(yōu)組合數(shù)量 最優(yōu)開停機(jī)時(shí)間 有功負(fù)荷最優(yōu)分配（熱備用分布）2、有功電源的合理組合順序1）各類發(fā)電廠的特點(diǎn) 凝汽式火力發(fā)電廠 礦物能源、環(huán)境污染、燃料及運(yùn)輸費(fèi)用。 高溫高壓：運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較好、出力可調(diào)范圍小、不易頻繁 開停機(jī)、不易承擔(dān)急劇變動(dòng)負(fù)荷。 中溫中壓：運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差、出力調(diào)節(jié)范圍較大、不易頻 繁開停機(jī)、不易承擔(dān)急劇變動(dòng)負(fù)荷。 熱電廠 礦物能源、環(huán)境污染、燃料及運(yùn)輸費(fèi)用、供熱情況下發(fā)電時(shí)效率高

9、，但存在強(qiáng)迫功率、不易頻繁開停機(jī)、不易承擔(dān)急劇變動(dòng)負(fù)荷。 核電廠 礦物能源、環(huán)境不良影響小、建設(shè)投資大、周期長(zhǎng)、發(fā)電成本低、不易承擔(dān)急劇變動(dòng)負(fù)荷、不易頻繁開停機(jī)。 水電廠 可再生能源、環(huán)境不良影響小、開停機(jī)時(shí)間短、調(diào)節(jié)速度快、開停機(jī)及調(diào)節(jié)出力時(shí)經(jīng)濟(jì)性好、建設(shè)周期長(zhǎng)，投資大、出力受水頭影響。 徑流式水電站：強(qiáng)迫功率、無調(diào)節(jié)能力； 具有調(diào)節(jié)庫容的水電站：存在強(qiáng)迫功率、技術(shù)最小出力小，調(diào)節(jié)范圍大。v電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度：是在滿足安全和一定質(zhì)量要求的條件下盡可能提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，即合理地利用現(xiàn)有的能源和設(shè)備，以最少的燃料消耗量（或燃料費(fèi)用或運(yùn)行成本），保證對(duì)用戶可靠而滿意地供電。v最優(yōu)潮流：滿足各節(jié)點(diǎn)正常

10、功率平衡及各種安全性不等式約束條件下，求以發(fā)電費(fèi)用（耗量）或網(wǎng)損為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)的潮流分布。v最優(yōu)潮流的優(yōu)點(diǎn)：將安全性運(yùn)行和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等問題綜合地用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型來描述。 2）各類發(fā)電廠合理組合順序4.3電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性v一一 電力系統(tǒng)負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性v二二 發(fā)電機(jī)組的頻率特性發(fā)電機(jī)組的頻率特性v三三 電力系統(tǒng)的功率頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)的功率頻率靜態(tài)特性v四四 聯(lián)合電力系統(tǒng)的功率平率特性聯(lián)合電力系統(tǒng)的功率平率特性負(fù)荷從電網(wǎng)中取用有功功率與電網(wǎng)頻率的關(guān)系如圖負(fù)荷從電網(wǎng)中取用有功功率與電網(wǎng)頻率的關(guān)系如圖: 如果分別取如果分別取PDe和和fe作為作為

11、PD和和f 的基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)值一、電力系統(tǒng)負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性一、電力系統(tǒng)負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性 neneeDeDffaffaffaaPP)()()(2210nnDfafafafaaP*3*32*2*10*.關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)：一個(gè)用電設(shè)備消耗功率的大小與：一個(gè)用電設(shè)備消耗功率的大小與頻率有關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生偏移時(shí)，設(shè)備頻率有關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生偏移時(shí)，設(shè)備消耗負(fù)荷會(huì)發(fā)生改變，改變量的大小通過消耗負(fù)荷會(huì)發(fā)生改變，改變量的大小通過負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù) K KD D來反映。來反映。v電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率 - - 頻率特性頻率特性 負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性：負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性：)(

12、 fFPD頻率下降時(shí)，負(fù)荷功率也下降到頻率下降時(shí)，負(fù)荷功率也下降到 ；頻率上升時(shí)，負(fù)荷功率也上升到頻率上升時(shí)，負(fù)荷功率也上升到 。負(fù)荷特性有利于系統(tǒng)中有功功率在另一頻負(fù)荷特性有利于系統(tǒng)中有功功率在另一頻率下重新平衡，這種現(xiàn)象稱為率下重新平衡，這種現(xiàn)象稱為負(fù)荷調(diào)節(jié)效負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)應(yīng)。DbPDaP負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)：負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)：因?yàn)轭l率變化很小，所以因?yàn)轭l率變化很小，所以 為一直線，取為一直線，取值范圍在值范圍在13之間。之間。dfdPKDDdfdPKDDfPDfefbPDePDbab fePDePDff * / DDDDeDDePKMWHzfPPPKfff負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率負(fù)荷的單

13、位調(diào)節(jié)功率：綜合負(fù)：綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性的斜率。荷的靜態(tài)頻率特性的斜率。*1.5DK一般而言：一般而言：fKPDDfKPDDnnDfafafafaaP*3*32*2*10*.用曲線表示用曲線表示負(fù)荷的頻率負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)效應(yīng)系數(shù) 負(fù)荷消耗的有功功率隨系統(tǒng)頻率的增加而增加。負(fù)荷消耗的有功功率隨系統(tǒng)頻率的增加而增加。例例二、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速特性二、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速特性v功率平衡時(shí)功率平衡時(shí),P,Pe e=P=Pm m, ,= =0 0= = N NvP Pe e發(fā)生變化發(fā)生變化, ,功率平衡被打破功率平衡被打破, , 變化變化, ,釋放轉(zhuǎn)子釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能使系統(tǒng)能量守衡。系統(tǒng)頻率發(fā)生變化。動(dòng)能

14、使系統(tǒng)能量守衡。系統(tǒng)頻率發(fā)生變化。v調(diào)速器測(cè)量到轉(zhuǎn)速的變化，調(diào)整機(jī)組的進(jìn)水量或調(diào)速器測(cè)量到轉(zhuǎn)速的變化，調(diào)整機(jī)組的進(jìn)水量或進(jìn)汽量，改變進(jìn)汽量，改變P Pm m，使轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)速向向N N靠近靠近, ,但不能調(diào)但不能調(diào)整到等于整到等于N N, ,因?yàn)檎{(diào)速器的調(diào)節(jié)特性為因?yàn)檎{(diào)速器的調(diào)節(jié)特性為有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)eGeGJPPTTdtdT1、調(diào)速器的、調(diào)速器的調(diào)整過程調(diào)整過程2、發(fā)電機(jī)組的、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器調(diào)速器特性特性v四部分組成：測(cè)量、放大、執(zhí)行和整定四部分組成：測(cè)量、放大、執(zhí)行和整定調(diào)速系統(tǒng)的基本原理1GK有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)GPf調(diào)差特性與機(jī)組間有調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率的分配功功率的分

15、配調(diào)差特性為區(qū)域，有調(diào)差特性為區(qū)域，有失失靈區(qū)靈區(qū)。GK,PGfPGbPGaPGfabfef1P1P2fABCfNP1P2P1P2P1P2PLPf13、發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性 頻率變化而引起發(fā)電機(jī)組輸出功率變化的關(guān)系稱為發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性或調(diào)節(jié)持性。 00 0 NNGGNGNfffffPPP 簡(jiǎn)化之：發(fā)電機(jī)的頻率特性發(fā)電機(jī)的頻率特性 如上圖，發(fā)電機(jī)頻率特性的斜率為 00ffPfPKGGGee發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率（單位發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率（單位MW/Hz）PGfPGbPGaPGfabfef1發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率（單位發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率（單位MW/Hz）該單位調(diào)節(jié)功率和

16、機(jī)組的該單位調(diào)節(jié)功率和機(jī)組的調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)有互為倒數(shù)的關(guān)系。有互為倒數(shù)的關(guān)系。機(jī)組的調(diào)差系數(shù)： （機(jī)組由空載到滿載時(shí)，轉(zhuǎn)速變機(jī)組由空載到滿載時(shí)，轉(zhuǎn)速變化與輸出功率變化之比）化與輸出功率變化之比）。就是以百分?jǐn)?shù)表示的機(jī)組空載運(yùn)行的頻率f0與額定條件允許的頻率fN的差值GNNGNGGPffPffPfK0001e00e0e 0%100100 NNGGNGNGNNGNfffffPPPfPfffPf 單位調(diào)節(jié)功率的標(biāo)么值為:100%10eeeeeefffPfKffPPKGGGGGn調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù) 或與之對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)的或與之對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)單位調(diào)節(jié)功率功率是是可以整定可以整定.所以電力系統(tǒng)頻率的

17、所以電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)一次調(diào)整整問題主要就與問題主要就與調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)或與之對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)或與之對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)的的單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率有關(guān)。有關(guān)。汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組 =46或或 =16.725水輪發(fā)電機(jī)組水輪發(fā)電機(jī)組 =24或或 =5025% % *GK*GK*1fPKGGfPG*GGeGeGPfPPffPf發(fā)電機(jī)組的調(diào)差系數(shù)發(fā)電機(jī)組的調(diào)差系數(shù) 發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)方程（調(diào)節(jié)準(zhǔn)則）0*GPf調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)系系P1P2P1P2PP12f*1*2*2*1*0GGGPPPf兩機(jī)組間的功率增量分配發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)方程（調(diào)節(jié)準(zhǔn)則） 對(duì)沒有調(diào)節(jié)容量的機(jī)組

18、(調(diào)差系數(shù)趨于無限大)，屬于無差調(diào)節(jié)； 多臺(tái)機(jī)組調(diào)差系數(shù)等于零是不能并聯(lián)運(yùn)行的； 一臺(tái)機(jī)組的調(diào)差系數(shù)等于零與多臺(tái)有差調(diào)節(jié)機(jī)組的并列運(yùn)行是不現(xiàn)實(shí)的。在電力系統(tǒng)中，所有機(jī)組的調(diào)速器都為有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)，由它們共同承擔(dān)負(fù)荷的波動(dòng) *幾點(diǎn)注意幾點(diǎn)注意 5調(diào)節(jié)特性的失靈區(qū)調(diào)節(jié)特性的失靈區(qū)eWff失靈度失靈度*/RPRPfRPfWWWWWfPfWfWPWPWfePe三三 、電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的功率功率頻率頻率靜態(tài)靜態(tài)特性特性v電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性 系統(tǒng)頻率特性是由負(fù)荷頻率特性和發(fā)電機(jī)頻率特性共同系統(tǒng)頻率特性是由負(fù)荷頻率特性和發(fā)電機(jī)頻率特性共同形成的。形成的。無調(diào)速無調(diào)速有調(diào)速有調(diào)速GDDP

19、PP到狀態(tài)B，PD未變，PG沒增加到狀態(tài)C，再調(diào)可以到狀態(tài)DPfPD = f(f)PD = f(f)APDf1=feBDPD1PDCPD2f3f2PPG由由可得可得表明系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，在機(jī)組調(diào)節(jié)作用和負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)影響表明系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，在機(jī)組調(diào)節(jié)作用和負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)影響下使有功功率達(dá)到下使有功功率達(dá)到新的平衡新的平衡。其中其中稱為稱為系統(tǒng)的功率頻率特性系數(shù)系統(tǒng)的功率頻率特性系數(shù)或或 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率Ks值越大，負(fù)荷變化引起的頻率波動(dòng)就越小，頻率值越大，負(fù)荷變化引起的頻率波動(dòng)就越小，頻率越穩(wěn)定。越穩(wěn)定。GDDPPPfKfKKPPPSDGDGD)(fPKKKDGS)(* n臺(tái)機(jī)組

20、時(shí)，系統(tǒng)的臺(tái)機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)的KG計(jì)算計(jì)算niGiGnGGGNKKKKK121僅僅m臺(tái)機(jī)組參加調(diào)頻臺(tái)機(jī)組參加調(diào)頻miGiGmGGGMKKKKK121v大規(guī)模復(fù)雜電力系統(tǒng)一般都是互聯(lián)的聯(lián)合電大規(guī)模復(fù)雜電力系統(tǒng)一般都是互聯(lián)的聯(lián)合電力系統(tǒng)。最簡(jiǎn)單的包括兩個(gè)地區(qū)的聯(lián)合電力力系統(tǒng)。最簡(jiǎn)單的包括兩個(gè)地區(qū)的聯(lián)合電力系統(tǒng)。地區(qū)系統(tǒng)都用一臺(tái)發(fā)電機(jī)等效表示，系統(tǒng)。地區(qū)系統(tǒng)都用一臺(tái)發(fā)電機(jī)等效表示，之間有一條聯(lián)絡(luò)線。之間有一條聯(lián)絡(luò)線。四四 聯(lián)合電力系統(tǒng)的聯(lián)合電力系統(tǒng)的功功頻頻率特性頻頻率特性BAGBLBBGBLBAabBAGBLBGALABabGBLBAabGALAKKPPKPPKPKKPPPPffKPPPfKPPP)(

21、)()()(聯(lián)絡(luò)線上的流通功率問題聯(lián)絡(luò)線上的流通功率問題v聯(lián)合電力系統(tǒng)中的頻率變化取決于總的調(diào)節(jié)聯(lián)合電力系統(tǒng)中的頻率變化取決于總的調(diào)節(jié)效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)的結(jié)果將產(chǎn)生頻率偏差和通效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)的結(jié)果將產(chǎn)生頻率偏差和通過聯(lián)絡(luò)線交換功率的偏差。過聯(lián)絡(luò)線交換功率的偏差。v為了維持頻率和聯(lián)絡(luò)線的功率，要進(jìn)行二次為了維持頻率和聯(lián)絡(luò)線的功率，要進(jìn)行二次調(diào)整。調(diào)整。一、頻率的一次調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整v一次調(diào)整過程一次調(diào)整過程( (自然調(diào)整過程，系統(tǒng)的固自然調(diào)整過程，系統(tǒng)的固有特性有特性): ): 系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)中所有機(jī)組均釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能來平衡系統(tǒng)中所有機(jī)組均釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能來平衡

22、系統(tǒng)負(fù)荷的變化，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化，緊接負(fù)荷的變化，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化，緊接著各機(jī)組調(diào)速器感受到轉(zhuǎn)速變化而調(diào)整著各機(jī)組調(diào)速器感受到轉(zhuǎn)速變化而調(diào)整機(jī)組出力，使系統(tǒng)頻率有所恢復(fù)機(jī)組出力，使系統(tǒng)頻率有所恢復(fù), ,由于是由于是有差調(diào)節(jié)，系統(tǒng)頻率不能恢復(fù)到有差調(diào)節(jié)，系統(tǒng)頻率不能恢復(fù)到f fN N。4.4 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整1 1、頻率的二次調(diào)整、頻率的二次調(diào)整 由于一次調(diào)整是有差調(diào)節(jié)，由于一次調(diào)整是有差調(diào)節(jié)，f f不能恢復(fù)到不能恢復(fù)到f fN N。系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)頻機(jī)組，由其調(diào)頻器動(dòng)作，增發(fā)功系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)頻機(jī)組，由其調(diào)頻器動(dòng)作，增發(fā)功率率P PL0L0，完全承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷的變化，使系統(tǒng)頻率，完全承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷的變化

23、，使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到恢復(fù)到f fN N。二次調(diào)整。負(fù)荷頻率控制。二次調(diào)整。負(fù)荷頻率控制LFCLFC（Load Load Frequency Control)Frequency Control)。AGC (Automatic Generation Control)：二次二次調(diào)整和三次調(diào)整。調(diào)整和三次調(diào)整。二、頻率的二次調(diào)整二、頻率的二次調(diào)整無調(diào)速無調(diào)速有調(diào)速有調(diào)速GDDPPP到狀態(tài)B，PD未變，PG沒增加到狀態(tài)C，再調(diào)可以到狀態(tài)D二次調(diào)頻，回到狀態(tài)DPfPD = f(f)PD = f(f)APDf1=feBDPD1PDCPD2f3f2PPGfKCBfKACCBACABPfKfKKPPPLGLSLG

24、LGL00 )(0000LGSGLPABPfKPP二次調(diào)整二次調(diào)整一次調(diào)整一次調(diào)整負(fù)荷增加負(fù)荷增加P PL0L0=AB=AB多機(jī)系統(tǒng)的頻率調(diào)整l多機(jī)系統(tǒng)在負(fù)荷變化時(shí)，帶調(diào)速器的機(jī)組，只要有可調(diào)容量，都參加一次調(diào)整。l二次調(diào)整由少數(shù)機(jī)組(廠)承擔(dān)主調(diào)頻機(jī)組(廠)，負(fù)荷增量主要由它們承擔(dān)，可依次分為第一、第二、調(diào)頻機(jī)(廠)l主調(diào)頻廠一般在負(fù)荷中心，要求： (1)有足夠可調(diào)容量；(2)有一定調(diào)整速度；(3)調(diào)整時(shí)能符合安全、經(jīng)濟(jì)的要求；(4)一般選水電廠、中溫中壓火電廠。(5)主調(diào)頻廠起全系統(tǒng)功率平衡的作用，可作平衡節(jié)點(diǎn)調(diào)頻廠的選擇4.5 電力系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)頻方法2 2、區(qū)域控制誤差、區(qū)域控制誤差(A

25、rea Control Error) ACEijTspiTijTiiTiiiPPPfKPACEAGCAGC的控制方式：的控制方式：1)1)恒定頻率控制恒定頻率控制 i i=0,K=0,Ki i=1,ACE=1,ACEi i= =f f2)2)恒定凈交換功率控制恒定凈交換功率控制 i i=1,K=1,Ki i=0,ACE=0,ACEi i= =P PTiTi3)3)聯(lián)絡(luò)線功率和頻率偏差控制聯(lián)絡(luò)線功率和頻率偏差控制 i i=1, ACE=1, ACEi i= =P PTiTi+K+Ki if f 若若K Ki i=K=Ksisi，則，則-K-Ki if f為區(qū)域?yàn)閰^(qū)域i i內(nèi)與內(nèi)與f f相相對(duì)應(yīng)的

26、負(fù)荷增量，對(duì)應(yīng)的負(fù)荷增量，- -P PTiTi為其它區(qū)域向區(qū)為其它區(qū)域向區(qū)域域i i輸送的凈功率增量，則輸送的凈功率增量，則- -P PTiTi-K-Ki if f實(shí)際上是區(qū)域?qū)嶋H上是區(qū)域i i中總的負(fù)荷增量中總的負(fù)荷增量P PLiLi。l若，若，-ACEi=- -P PTiTi-K-Ki if=0f=0： 區(qū)域區(qū)域i i的負(fù)荷增量為的負(fù)荷增量為P PLiLi+ +P PTiTi, , 且且P PLiLi+ +P PTiTi=-K=-Ki if f， P PLiLi=-=-P PTiTi-K-Ki if f 若，若，- -P PTiTi-K-Ki if=0f=0，則，則P PLiLi=0=0。l若，若，-ACEi=- -P PTiTi-K-Ki if0f0， 則則P PLiLi= = =- -P PTiTi-K-Ki if0f0，說明本區(qū)域負(fù)荷，說明本區(qū)域負(fù)荷增加。增加。l若，若，-ACEi=- -P PTiTi-K-Ki if0f0， 則則P PLiLi= = =- -P PTiTi-K-Ki if0f0，說明本區(qū)域負(fù)荷，說明本區(qū)域負(fù)荷減小。減小。v不管