電力系統(tǒng)有功功率平衡和頻率調(diào)整

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 頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性(重點）重點） 13.2 有功功率和頻率（重點）有功功率和頻率（重點） 13.3 電力系統(tǒng)頻率特性（重點）電力系統(tǒng)頻率特性（重點） 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

2、A A 頻率對電力用戶的影響頻率對電力用戶的影響 (1)(1) 電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機轉(zhuǎn)電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機轉(zhuǎn)速變化速變化, ,這會使得電動機所驅(qū)動的加工工業(yè)產(chǎn)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)生變化品的機械的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化, ,轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會影響轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會影響產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量,甚至?xí)霈F(xiàn)次品和廢品。甚至?xí)霈F(xiàn)次品和廢品。 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

3、響某些測量和）電力系統(tǒng)頻率波動會影響某些測量和控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能, ,頻率過低頻率過低時有些設(shè)備甚至無法工作。這對一些重要工時有些設(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。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)速電力系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低和輸出功率降低, ,導(dǎo)致其所帶動機械的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)致其所

4、帶動機械的轉(zhuǎn)速和出力降低出力降低, ,影響電力用戶設(shè)備的正常運行影響電力用戶設(shè)備的正常運行。 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變大汽輪機葉片的振動會變大, ,輕則影響使用壽命輕則影響使用壽命, ,重則可能產(chǎn)生裂紋。對于重則可能產(chǎn)生裂紋。對于額定頻率為額定頻率為50Hz50Hz的電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng), ,當(dāng)頻率低到當(dāng)頻率低到45Hz45Hz附近時附近時, ,某些汽輪機的

5、葉片可能因發(fā)生共振而某些汽輪機的葉片可能因發(fā)生共振而斷裂斷裂, ,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, ,火電廠由異步電動機火電廠由異步電動機驅(qū)動的輔機（如送風(fēng)機）的出力隨之下降驅(qū)動的輔機（如送風(fēng)機）的出力隨之下降, ,從而使火從而使火電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降。這種趨勢如果不能這種趨勢如果不能及時制

6、止及時制止, ,就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許的程度能允許的程度。這種現(xiàn)象稱為頻率雪山崩這種現(xiàn)象稱為頻率雪山崩。出現(xiàn)頻率出現(xiàn)頻率雪崩會造成大面積停電雪崩會造成大面積停電, ,甚至使整個系統(tǒng)瓦解甚至使整個系統(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)泵對供電反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)泵對供電頻率有嚴(yán)格要求頻率有嚴(yán)格要求。當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時

7、當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時, ,冷冷卻介質(zhì)泵即自動跳開卻介質(zhì)泵即自動跳開, ,使反應(yīng)堆停止運行使反應(yīng)堆停止運行。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, ,異步電動機和變壓器的異步電動機和變壓器的勵磁電流增加勵磁電流增加, ,使無功消耗增加使無功消耗增加, ,引起系統(tǒng)電壓下降引起系統(tǒng)電壓下降, ,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, ,并使發(fā)電機電勢并使發(fā)電機

8、電勢下降下降, ,導(dǎo)致全系統(tǒng)電壓水平降低。如果電力系統(tǒng)原來導(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的電壓水平偏低, ,在頻率下降到一定值時在頻率下降到一定值時, ,可能出現(xiàn)所可能出現(xiàn)所謂電壓雪崩現(xiàn)象謂電壓雪崩現(xiàn)象, ,出現(xiàn)電壓雪崩也會造成大面積停電出現(xiàn)電壓雪崩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)頻率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行的

9、所有發(fā)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(fù)荷消耗電機組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負(fù)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維持的。但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(fù)荷是時刻變化的是電力系統(tǒng)的負(fù)荷是時刻變化的,從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi)變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi) ，就，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。是要及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行機組有功功率。 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)的有功功率平衡和頻率調(diào)整13.1 概述概述2 2、電

10、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(dāng)系統(tǒng)頻率在額定值附近時，雖然頻率滿當(dāng)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)運行，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)多少有功功率。電力并聯(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)之一就是要解決這個系統(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)濟調(diào)度問題。問題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng)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)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整13.1 概述概述2 2、電

11、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)了已經(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)合電力系將幾個區(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)域控制，要求不統(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量按事先約定的同區(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)有功功率控制要對不同協(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)線上通過的功率和電量實行控區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線上通過的功率和電

12、量實行控制。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)速決電力系統(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，是一定，相聯(lián)系統(tǒng)只有一個頻率，是一個全局問題，與電壓不同。個全局問題，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

13、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：50Hzn頻率偏移：系統(tǒng)運行頻率與額定頻率頻率偏移：系統(tǒng)運行頻率與額定頻率之差。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衡決電力系統(tǒng)的頻率水平由有功功率平衡決定，如果有功電源充足，能保證用戶需要，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，則能保證頻率且具有及時進行調(diào)整的能力，則能保證頻率在合理的范圍之內(nèi)，反之，則將出現(xiàn)較大的在合理的范圍之內(nèi)，反之，則將出

14、現(xiàn)較大的頻率偏移。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 OPGPG2PG1ff1f212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(dāng)性如右圖，當(dāng)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

15、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 OPGPG2PG1ff1f212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)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)電機組的功率頻率靜態(tài)功

16、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：特性都是向下傾斜的，其程度用調(diào)差系數(shù)表示： fPKfPKPfGGGGG11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(fù)荷的靜態(tài)頻率特性、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性 電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷由各種各樣的負(fù)荷組成。電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷由各種各樣的負(fù)荷組成。這些負(fù)荷吸取的有功功率有的與頻率無關(guān)，有這些負(fù)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，有的與頻率的二次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成正比。方成

17、正比，有的與頻率的更高次方成正比。 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(fù)荷與頻率的關(guān)系可表示成：綜合負(fù)荷與頻率的關(guān)系可表示成： 1210*2*2*102210neLeLLnnLneLeneLeeLeLeLaaaafffPPPfafafaaPffPaffPaffPaPaP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(fù)荷的靜態(tài)頻率特性、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性 在額定頻率附近，負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性近似在

18、額定頻率附近，負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性近似為直線為直線PLOfPL1f1負(fù)荷的靜態(tài)頻率特負(fù)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(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效負(fù)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)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)記為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)記為K KL L*fPKfPKLLLL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(fù)荷組成

19、。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機、輸電網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷組成。如果把輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗看成負(fù)荷的一部分，則電力如果把輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗看成負(fù)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(fù)荷的功率頻率特性的交點就是電力率頻率特性和負(fù)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 OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2如如圖，當(dāng)?shù)刃Оl(fā)圖

20、，當(dāng)?shù)刃Оl(fā)電機運行在特性電機運行在特性G1，綜合負(fù)荷特綜合負(fù)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 OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，綜綜合負(fù)荷特性為合負(fù)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

21、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)的頻率特性、電力系統(tǒng)的頻率特性 OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2如果當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加如果當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，綜綜合負(fù)荷特性變?yōu)楹县?fù)荷特性變?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)镚2, 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

22、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 OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，綜合負(fù)荷綜合負(fù)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(fù)荷調(diào)這種由發(fā)電機特性和負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)共同承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷變節(jié)效應(yīng)共同承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)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

23、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 OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2 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(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)是負(fù)荷少吸收有功功率是負(fù)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(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷減

24、少時，頻率的一次調(diào)整過程當(dāng)系統(tǒng)負(fù)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)電機有功功與上述相反。即系統(tǒng)頻率升高，發(fā)電機有功功率減少，負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)使負(fù)荷吸取的有功功率率減少，負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)使負(fù)荷吸取的有功功率相對于原頻率下的功率有所增加。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 OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化較大，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化較大，頻率的一次調(diào)整結(jié)果，頻率的一次調(diào)整結(jié)果，系統(tǒng)頻率過

25、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(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化較大，通過改變當(dāng)系統(tǒng)負(fù)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)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)

26、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(dān)的。由調(diào)頻發(fā)電廠中的發(fā)電機組承擔(dān)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

27、先看看電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化情況。先看看電力系統(tǒng)負(fù)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(fù)荷總的變化情況負(fù)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

28、負(fù)荷可分成三個部分：由上圖可見，總的負(fù)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(fù)荷的持續(xù)分量，調(diào)度部門用日負(fù)荷曲線來負(fù)荷的持續(xù)分量，調(diào)度部門用日負(fù)荷曲線來描述。日負(fù)荷曲線示例如下：描述。日負(fù)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

29、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(fù)荷曲線可看到，把負(fù)荷分成基荷從以上日負(fù)荷曲線可看到，把負(fù)荷分成基荷和峰荷。相應(yīng)地，調(diào)度部門把發(fā)電廠分為三類：和峰荷。相應(yīng)地，調(diào)度部門把發(fā)電廠分為三類： 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(fù)荷曲線

30、把發(fā)電計劃下發(fā)到各類發(fā)調(diào)度部門按日負(fù)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(fù)荷不可能完全一致，電廠，計劃發(fā)電計劃與實際負(fù)荷不可能完全一致，其差值稱為計劃外負(fù)荷。計劃外負(fù)荷由調(diào)頻廠承擔(dān)。其差值稱為計劃外負(fù)荷。計劃外負(fù)荷由調(diào)頻廠承擔(dān)。 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） 由此可見，調(diào)度部門使用發(fā)電計劃來解由此可見，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。決大部分有功功率平衡問題的。 第十三章第十三章

31、 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(fù)荷的電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷的合理分配合理分配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?。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（450，35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

32、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)出的有功功強迫出力：為保證供熱而必須發(fā)出的有功功率。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)有功功率平衡及負(fù)荷電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷的合理分配的合理分配（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)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

33、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(fù)荷的合理分配電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)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(fù)荷的合理分配電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷的合理分配2、有功功率負(fù)荷有功功率負(fù)荷 有功功率負(fù)荷隨天氣、季節(jié)、每天的時間、天氣有功功率負(fù)荷隨天氣、季節(jié)、每天的時間、天氣,人人們的生活工作習(xí)慣等變化，以各種負(fù)荷曲線來反們的生

34、活工作習(xí)慣等變化，以各種負(fù)荷曲線來反映，是電力調(diào)度部門的重要依據(jù)。映，是電力調(diào)度部門的重要依據(jù)。 Fig13.1中中基荷：日負(fù)荷曲線最低點以下部分，基荷：日負(fù)荷曲線最低點以下部分，峰荷：基荷與最大負(fù)荷之間的部分。峰荷：基荷與最大負(fù)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(fù)荷的合理分配電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷的合理分配2、有功功率負(fù)荷有功功率負(fù)荷 實際負(fù)荷變化的特點實際負(fù)荷變化的特點 實際負(fù)荷變化由三種成分構(gòu)成：實際負(fù)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

35、為10S以內(nèi)），一般由以內(nèi)），一般由中小型用電設(shè)備的投入切除引起，帶有很大的隨機性。中小型用電設(shè)備的投入切除引起，帶有很大的隨機性。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），一般為軋鋼機），一般為軋鋼機等的較大的間斷性負(fù)荷；等的較大的間斷性負(fù)荷；n變化緩慢權(quán)的持續(xù)變化部分，由人們的作息制度、生活習(xí)變化緩慢權(quán)的持續(xù)變化部分，由人們的作息制度、生活習(xí)慣、天氣等決定。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