第4章 電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整

1、2022-6-211第4章 電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整 概述 自動調(diào)速系統(tǒng) 電力系統(tǒng)的頻率特性2022-6-2124.1 概述頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個重要的質(zhì)量指標(biāo)，直接影響著負(fù)荷的正常運(yùn)行。負(fù)荷要求頻率的偏差一般應(yīng)控制在（0.2 0. 5）Hz的范圍內(nèi)。2022-6-213頻率不穩(wěn)定給運(yùn)行中的電氣設(shè)備帶來的危害：n對用戶的影響v產(chǎn)品質(zhì)量降低v生產(chǎn)率降低 n對發(fā)電廠的影響v 汽輪機(jī)葉片諧振v輔機(jī)功能下降v 對系統(tǒng)的影響v互聯(lián)電力系統(tǒng)解列v發(fā)電機(jī)解列2022-6-21460602602602pnfdtdnJndtdnnJPPndtdJPPdtdJTTdtdJTTDGDGDGDG1、一般而言，系統(tǒng)

2、綜合負(fù)荷的有功功率與頻率大致呈一次方關(guān)系。2、要維持頻率在正常的范圍內(nèi)，其必要的條件是系統(tǒng)必須具有充裕的可調(diào)有功電源。2022-6-215 f=pn/60調(diào)整頻率的主要環(huán)節(jié)是發(fā)電機(jī)原動機(jī)的自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于利用杠桿的作用調(diào)整汽輪機(jī)或水輪機(jī)的導(dǎo)向葉片，使其開度增大，增加進(jìn)汽量或進(jìn)水量。 一、 自動調(diào)速系統(tǒng)2022-6-216n第一種變動幅度很小，周期又很短，這種負(fù)荷變動有很大的偶然性；n第二種變動幅度較大，周期也較長，屬于這種負(fù)荷的主要有：電爐、壓延機(jī)械、電氣機(jī)車等帶有沖擊性的負(fù)荷變動；n第三種變動基本上可以預(yù)計，其變動幅度最大，周期也最長，是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷

3、變動。二、頻率調(diào)整的方法2022-6-217 有功負(fù)荷的變化及其調(diào)整 第一類負(fù)荷由調(diào)速器調(diào)整：頻率的一次調(diào)整 第二類負(fù)荷由調(diào)頻器調(diào)整：頻率的二次調(diào)整 第三類負(fù)荷電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整2022-6-2184.2. 自動調(diào)速系統(tǒng) 一、調(diào)速器蒸汽AOBDE2022-6-219蒸汽AOBDE2022-6-2110蒸汽AOBDE2022-6-2111 二、調(diào)頻器蒸汽AOBDE2022-6-2112 4.3.1 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性fPGfNf0PGN124.3 電力系統(tǒng)的頻率特性2022-6-2113 1）發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率（發(fā)電機(jī)組的功頻靜特性系數(shù)） 物理意義：標(biāo)志著隨頻率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率

4、減少或增加的多少。GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ *2022-6-2114n發(fā)電機(jī)調(diào)差系數(shù)：單位調(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系：一般來說發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的：汽輪發(fā)電機(jī)組 水輪發(fā)電機(jī)組NGNGNGNGNNGNNGfPPPffPffPffPf/ 0 *001GK2550,04. 002. 07 .1625,06. 004. 0*GGKK2022-6-2115 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性fPGfNf0PGN1232022-6-2116 PDN 為頻率為fN時，系統(tǒng)總有功負(fù)荷PD 為頻率為f時，系統(tǒng)總有功負(fù)荷 穩(wěn)態(tài)時，稱為負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性20

5、1233()()().DDNDNDNDNNNNfffPaPaPaPaPfff0123.1aaaa4.3.2 負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性2022-6-2117 負(fù)荷靜態(tài)頻率特性的線性表示 負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KDDDPKftg PDNfN2022-6-2118 負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性標(biāo)幺值形式 一般為13201233.DPaa fa fa fDDDNDNPPKffPf2022-6-2119負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性例：系統(tǒng)負(fù)荷中35%與頻率無關(guān)， 45%與頻率一次方成正比， 10%與頻率二次方成正比， 10%與頻率三次方成正比。求系統(tǒng)頻率從額定頻率50Hz降到47Hz時，負(fù)荷功率變化的百分值，以及負(fù)荷的頻率

6、調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。933. 0504750056. 06 . 5%056. 01944. 094. 01 . 094. 01 . 094. 045. 035. 094. 05047*323*32*2*10*fPKPPPfffPfDDDDDD2022-6-2120 4.4電力系統(tǒng)的P-f靜態(tài)特性2022-6-21214.4.1 頻率的一次調(diào)整n 由于負(fù)荷突增，發(fā)電機(jī)組功率不能及時變動而使機(jī)組減速，系統(tǒng)頻率下降，同時，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷功率因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過一個衰減的振蕩過程，達(dá)到新的平衡。fPGf1f2P112P2PDPDPG1 0()DGDGDPPPKKf

7、K f 2022-6-2122nK： 稱為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，單位Mw/Hz。表示原動機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。n對于系統(tǒng)有若干臺機(jī)參加一次調(diào)頻：0()DGDGDPPPKKfK f KKKfPfKKPDGDDGD/00DGKKK2022-6-21234.4.2 頻率的二次調(diào)整 當(dāng)負(fù)荷變動幅度較大（0.5%1.5%），周期較長（幾分鐘），需要調(diào)頻器動作，以使發(fā)電機(jī)組的功頻特性平行移動，從而改變發(fā)電機(jī)的有功功率以保持系統(tǒng)頻率不變或在允許范圍內(nèi)。 2022-6-2124 如果 ，即發(fā)電機(jī)組如數(shù)增發(fā)了負(fù)荷功率的原始增量，則 ，即所謂的無差調(diào)節(jié)。 對于N臺機(jī)，則：K

8、KKfPPfKKPPDGGDDGGD000000GDPP0fKKKfPPDGGD002022-6-2125n當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時，由以下三方面提供：二次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率 ；發(fā)電機(jī)組執(zhí)行一次調(diào)頻，按有差特性的調(diào)差系數(shù)分配而增發(fā)的功率 ；由系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)所減少的負(fù)荷功率 。GPfKGfKD2022-6-21264.4.3 調(diào)頻廠的選擇 調(diào)頻廠須滿足的條件：調(diào)整的容量應(yīng)足夠大；調(diào)整的速度應(yīng)足夠快；調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能應(yīng)該好；注意系統(tǒng)內(nèi)及互聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題。通過分析各種電廠的特點，調(diào)頻廠的選擇原則為：系統(tǒng)中有水電廠時，選擇水電廠做調(diào)頻廠；當(dāng)水電廠不能做調(diào)頻廠時，選擇中溫中壓火電廠做調(diào)頻廠。2022-6-21274.4.4互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整ABABPDAPGAPDBPGBPKAKB2022-6-2128 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整 A系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 B系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 A系統(tǒng)的負(fù)荷增量 B系統(tǒng)的負(fù)荷增量 A系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的二次 B系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的二次 調(diào)整增量 調(diào)整增量 AB系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線上的交換功