電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整

1、p 頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性p 電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性u(píng) 系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性u(píng) 發(fā)電機(jī)組的有功功率發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性u(píng) 電力系統(tǒng)的有功功率電力系統(tǒng)的有功功率頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性p 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率一次調(diào)整、頻率二次調(diào)整、互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整頻率一次調(diào)整、頻率二次調(diào)整、互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整p 有功功率平衡和系統(tǒng)負(fù)荷在各類發(fā)電廠間的合理分配有功功率平衡和系統(tǒng)負(fù)荷在各類發(fā)電廠間的合理分配CH4 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)的有功功率平衡和頻率

2、調(diào)整電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性p 頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性u(píng) 頻率偏移對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響頻率偏移對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響 異步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)速和輸出功率降低；異步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)速和輸出功率降低； 汽輪發(fā)電機(jī)：葉片脈振；汽輪發(fā)電機(jī)：葉片脈振； 發(fā)電廠輔機(jī)：給水泵、風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)出力發(fā)電廠輔機(jī)：給水泵、風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)出力下降，嚴(yán)重情況下可導(dǎo)致系統(tǒng)頻率崩潰下降，嚴(yán)重情況下可導(dǎo)致系統(tǒng)頻率崩潰 電機(jī)變壓器：無功損耗增加，調(diào)壓?jiǎn)栴}電機(jī)變壓器：無功損耗增加，調(diào)壓?jiǎn)栴}u 電網(wǎng)頻率總在波動(dòng)：電網(wǎng)頻率總在波動(dòng)：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子功率平衡發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子功率平衡u 頻率允許偏移：頻率允許偏移：(0.20.

3、5)Hz; (0.41)%u 負(fù)荷曲線組成：負(fù)荷曲線組成：有功負(fù)荷分為三種不同變有功負(fù)荷分為三種不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷，如右圖化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷，如右圖1、2、3所示；所示；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)整頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性u(píng) 負(fù)荷曲線組成：負(fù)荷曲線組成：有功負(fù)荷分為三種不同變有功負(fù)荷分為三種不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷，如右圖化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷，如右圖1、2、3所示；所示； 第第1種負(fù)荷分量：變化幅度小，變化周期短種負(fù)荷分量：變化幅度小，變化周期短（一般（一般10秒以內(nèi)）秒以內(nèi)） （調(diào)速器：一次調(diào)頻）（調(diào)速器：一次調(diào)頻） 第第2種負(fù)荷分量：變化幅度較大，變

4、化周期種負(fù)荷分量：變化幅度較大，變化周期一般在一般在10s3min的負(fù)荷，如電爐、延壓機(jī)的負(fù)荷，如電爐、延壓機(jī)械、電氣機(jī)車，等；械、電氣機(jī)車，等；（調(diào)頻器：二次調(diào)頻）（調(diào)頻器：二次調(diào)頻） 第第3種負(fù)荷分量：變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷，種負(fù)荷分量：變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷，由工廠作息制度、居民生活規(guī)律、氣象條由工廠作息制度、居民生活規(guī)律、氣象條件等決定；件等決定； （調(diào)度員：日運(yùn)行方式）（調(diào)度員：日運(yùn)行方式） 據(jù)此頻率調(diào)整頻率調(diào)整一次調(diào)整一次調(diào)整:由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行的由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行的 對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整率偏移的調(diào)整 二次調(diào)整二次調(diào)整:由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻

5、器進(jìn)行的、由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行的、 對(duì)第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的對(duì)第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整頻率偏移的調(diào)整 三次調(diào)整三次調(diào)整:按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有 規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷，即責(zé)成各發(fā)電廠規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷，即責(zé)成各發(fā)電廠 按事先給定的發(fā)電荷曲線發(fā)電。按事先給定的發(fā)電荷曲線發(fā)電。2、有功功率平衡和備用容量CSDGPPPP 為保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量，系統(tǒng)還應(yīng)具有一定的備用容量為保證頻率在允許范圍內(nèi)變動(dòng)，電力系統(tǒng)運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率必須和負(fù)荷消耗的有功功率平衡。所有發(fā)電機(jī)組有功出力之和所有有功負(fù)荷所有發(fā)電廠廠用電有功功率之和網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗備用容量按用途分負(fù)荷備用、

6、事故備用、檢修備用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用。（1）負(fù)荷備用：為了適應(yīng)實(shí)際負(fù)荷的經(jīng)常波動(dòng)或一天內(nèi)計(jì)劃外的負(fù)荷增加而設(shè)置的備用，設(shè)計(jì)時(shí)一般按系統(tǒng)最大有功負(fù)荷的2一5估算。（2）事故備用：事故備用容量的大小一般約為最大負(fù)荷的5一10 （3）檢修備用：為保證發(fā)電設(shè)備進(jìn)行定期檢修時(shí)，不致影響供電而留的備用容量。（4）國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：計(jì)及負(fù)荷的超計(jì)劃增長(zhǎng)而設(shè)置的備用容量，一般約為系統(tǒng)最大負(fù)荷的3%5%備用容量按備用形式分為熱備用和冷備用電力系統(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)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性u(píng) 系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性 與頻率無關(guān)的負(fù)荷

7、與頻率無關(guān)的負(fù)荷：照明、電弧爐、：照明、電弧爐、整流負(fù)荷，等整流負(fù)荷，等 與頻率一次方成正比與頻率一次方成正比：阻力矩為常：阻力矩為常數(shù)的負(fù)荷，如球磨機(jī)、切削機(jī)床、數(shù)的負(fù)荷，如球磨機(jī)、切削機(jī)床、往復(fù)式水泵、壓縮機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)，等往復(fù)式水泵、壓縮機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)，等 與頻率的二次方成正比與頻率的二次方成正比：變壓器渦：變壓器渦流損耗流損耗 與頻率的三次方成正比與頻率的三次方成正比：通風(fēng)機(jī)、：通風(fēng)機(jī)、凈水頭阻力不大的循環(huán)水泵凈水頭阻力不大的循環(huán)水泵 與頻率更高次方成正比與頻率更高次方成正比：凈水頭阻：凈水頭阻力很大的給水泵；力很大的給水泵；23D0123DNNNN23D*01*2*3*PfffaaaaPff

8、fPaa fa fa fDDPKtgf*DDNNDDNDNPPfKKffPfDPNfDNPO KD* = 13； 調(diào)度部門必調(diào)度部門必須掌握的數(shù)須掌握的數(shù)據(jù)據(jù) 確定低頻減確定低頻減載切除負(fù)荷載切除負(fù)荷數(shù)量數(shù)量電力系統(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)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性u(píng) 發(fā)電機(jī)組的有功功率發(fā)電機(jī)組的有功功率-頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性 調(diào)速系統(tǒng)的工作原理（離心式機(jī)械液壓調(diào)速調(diào)速系統(tǒng)的工作原理（離心式機(jī)械液壓調(diào)速系統(tǒng)）發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)）發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)差系數(shù)、單位調(diào)節(jié)靜態(tài)調(diào)差系數(shù)、單位調(diào)節(jié)功率（發(fā)電機(jī)組功頻靜特性系數(shù)）功率（發(fā)電機(jī)組功頻靜特性系數(shù)）fGPNfG

9、NPO0f122121*GNGNGNNfffPPPffPP Pf *111GGNNGGGNGNPKfffKKPP *0.04 0.0625 16.70.02 0.0450 25GGKK汽輪發(fā)電機(jī)：水輪發(fā)電機(jī)：負(fù)荷增大負(fù)荷增大功率增加功率增加頻率降低頻率降低電力系統(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)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性u(píng) 電力系統(tǒng)的有功功率電力系統(tǒng)的有功功率-頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性 考慮一臺(tái)機(jī)組和一個(gè)負(fù)荷，計(jì)及兩考慮一臺(tái)機(jī)組和一個(gè)負(fù)荷，計(jì)及兩者的頻率靜態(tài)特性者的頻率靜態(tài)特性 采用標(biāo)幺值形式采用標(biāo)幺值形式備用系數(shù)備用系數(shù)kr21000; ; GGDDDDGD

10、GDfffPKfPKfPPPPKKf fP2f2PO1fBAD( )PfD( )PfD0PGPDP0DGDPKKKf 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 0*GNDNDGDNNPPPKKfff DNNPf00*GNDDNDGDDNNPPPPKKPfff 0*DGrDPKK kKf GNrDNPkP 備用容量越大備用容量越大(kr1) ，系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率，系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率越大越大 無備用容量無備用容量(kr=1) ，發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率，發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率為零為零電力系統(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)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性u(píng) 電力系統(tǒng)的有功功率電力系統(tǒng)的有功功率-頻率靜態(tài)特

11、性頻率靜態(tài)特性 考慮一臺(tái)機(jī)組和一個(gè)負(fù)荷，計(jì)及兩考慮一臺(tái)機(jī)組和一個(gè)負(fù)荷，計(jì)及兩者的頻率靜態(tài)特性者的頻率靜態(tài)特性 采用標(biāo)幺值形式采用標(biāo)幺值形式備用系數(shù)備用系數(shù)kr21000; ; GGDDDDGDGDfffPKfPKfPPPPKKf fP2f2PO1fBAD( )PfD( )Pf0DGDPKKKf 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 0*GNDNDGDNNPPPKKfff DNNPf00*GNDDNDGDDNNPPPPKKPfff 0*DGrDPKK kKf GNrDNPkP 備用容量越大備用容量越大(kr1) ，系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率，系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率越大越大 無備用容量無備用容量(kr=1) ，發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率，

12、發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率為零為零電力系統(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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 n臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率11 (1,2,., )GiGinnGGiGiGiiPKfinPPKfKf *11nnGiNGGiGiiiNPKKKf*1*nGiGiNNiGGGNGNKPfKKPP*1GNGnGiNiiPP1nGNGiNiPP 單臺(tái)等值機(jī)組和系統(tǒng)負(fù)荷的一次調(diào)頻單臺(tái)等值機(jī)組和系統(tǒng)負(fù)荷的一次調(diào)頻* GiNGiGiiNPfPKff 0DGDPfKK fP2f2PO1fBAD( )PfD( )PfD0PGPD

13、P 計(jì)算等值單位調(diào)節(jié)功率時(shí)，如第計(jì)算等值單位調(diào)節(jié)功率時(shí)，如第j臺(tái)機(jī)組滿臺(tái)機(jī)組滿載運(yùn)行，則載運(yùn)行，則KGj = 0，或，或j = 調(diào)差系數(shù)越小，機(jī)組增加有功輸出越多調(diào)差系數(shù)越小，機(jī)組增加有功輸出越多（相對(duì)于自身額定值）（相對(duì)于自身額定值）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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組的容量已經(jīng)完全利用，其的容量已經(jīng)完全利用，其余余25%為火電廠，有為火電廠，有10%備用容量，單位調(diào)節(jié)功率備用容量，單位調(diào)節(jié)功率為為16.6；25%為水電廠，有為水電廠，有20%備用容量

14、，單位調(diào)節(jié)備用容量，單位調(diào)節(jié)功率為功率為25；系統(tǒng)有功負(fù)荷；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KD*=1.5。*0.5 00.25 16.60.25 2510.4GK 0.50.25 (1 0.1)0.25 (1 0.2)0.925DP 1/0.9251.081rk *1.081 10.4 1.512.742K *rGDKk KKrGNDNkPP0*0.05500.196Hz12.742DNPffK 0*12.742 0.2/505.097%DPKf （1）求系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率）求系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率 （2）求負(fù)荷增加）求負(fù)荷增加5%時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率；時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率； （3）若允許頻

15、率降低）若允許頻率降低0.2Hz，系統(tǒng)能夠承，系統(tǒng)能夠承受的負(fù)荷增量受的負(fù)荷增量*1*nGiGiNNiGGGNGNKPfKKPP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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整Ex13-3 某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組的容量已經(jīng)完全利用，其的容量已經(jīng)完全利用，其余余25%為火電廠，為火電廠，無備用無備用容量，容量，單位調(diào)節(jié)功率為單位調(diào)節(jié)功率為16.6；25%為水電廠，為水電廠，有有10%備備用容量用容量，單位調(diào)節(jié)功率為，單位調(diào)節(jié)功率為25；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)調(diào)節(jié)效

16、應(yīng)系數(shù)KD*=1.5。*0.5 00.25 00.25 256.25GK 11.0260.50.250.25 (1 0.1)rk *1.026 6.25 1.57.912K 0.024500.8Hz1.5f （1）求系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率）求系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率 （2）求負(fù)荷增加）求負(fù)荷增加5%時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率，時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率，由于備用容量?jī)H為由于備用容量?jī)H為2.6%，余下部分由負(fù)，余下部分由負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)來補(bǔ)償；荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)來補(bǔ)償；fP2f1.026DNPO1f0.0260.05DNP0.0241.0DNPf11.0GNrDNGDNPk PPP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

17、率平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整Ex13-3 某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組的容量已經(jīng)完全利用，其的容量已經(jīng)完全利用，其余余25%為火電廠，為火電廠，無備用無備用容量，容量，單位調(diào)節(jié)功率為單位調(diào)節(jié)功率為16.6；25%為水電廠，為水電廠，有有10%備備用容量用容量，單位調(diào)節(jié)功率為，單位調(diào)節(jié)功率為25；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KD*=1.5。*0.5 00.25 00.25 256.25GK 11.0260.50.250.25 (1 0.1)rk *1.026 6.25 1.57.912K 0

18、*7.912 0.2/500.031651.026 6.25 0.0040.02565DGrGPKfPk Kf （1）求系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率）求系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率 （3）若允許頻率降低）若允許頻率降低0.2Hz，系統(tǒng)能夠承受的負(fù)荷增量；系統(tǒng)能夠承受的負(fù)荷增量；fP2f1.026DNPO1f0.025650.03165DNP1.0DNP0.2Hzf 11.0GNrDNGDNPk PPP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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整 同步器的工作原理同步器的工作原理功頻靜態(tài)功頻靜態(tài)特性的平移特性的平移fP2PONf1P

19、3P3 2 1 同步器的不同位置，對(duì)應(yīng)于一組平行的機(jī)組功頻靜態(tài)特性直線；同步器的不同位置，對(duì)應(yīng)于一組平行的機(jī)組功頻靜態(tài)特性直線； 維持機(jī)組轉(zhuǎn)速恒定，同步器位置越高，機(jī)組輸出功率越大；維持機(jī)組轉(zhuǎn)速恒定，同步器位置越高，機(jī)組輸出功率越大；同步器位置對(duì)同步器位置對(duì)應(yīng)的機(jī)組額定應(yīng)的機(jī)組額定輸出功率輸出功率同步器位置同步器位置對(duì)應(yīng)的機(jī)組對(duì)應(yīng)的機(jī)組空載轉(zhuǎn)速空載轉(zhuǎn)速電力系統(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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整 同步器的工作原理同步器的工作原理功頻靜態(tài)功頻靜態(tài)特性的平移特性的平移fP3fO1f1P3P3 2 1 利用同步器

20、平移機(jī)組功頻靜態(tài)特性，調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和分配機(jī)組間的有功功利用同步器平移機(jī)組功頻靜態(tài)特性，調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和分配機(jī)組間的有功功率，就是率，就是頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整( )DPf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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整 負(fù)荷增加，所有具有備用容量負(fù)荷增加，所有具有備用容量的機(jī)組調(diào)速器動(dòng)作，系統(tǒng)頻率的機(jī)組調(diào)速器動(dòng)作，系統(tǒng)頻率下降下降 同步器動(dòng)作，增大機(jī)組輸出功同步器動(dòng)作，增大機(jī)組輸出功率，系統(tǒng)功頻靜態(tài)特性平移，率，系統(tǒng)功頻靜態(tài)特性平移，系統(tǒng)頻率恢復(fù)系統(tǒng)頻率恢復(fù)fO1fPABB0DP( )DPf( )DPff

21、2f 2fEGP( )GPffO1fPAB0DP( )DPf( )DPff2f( )GPf0DGDPKfKf 0DGGDPPKfKf 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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整 由于頻率的二次調(diào)整，系統(tǒng)增由于頻率的二次調(diào)整，系統(tǒng)增加的發(fā)電功率，由少數(shù)電廠或加的發(fā)電功率，由少數(shù)電廠或機(jī)組承擔(dān)機(jī)組承擔(dān) 剩余負(fù)荷增量，由全網(wǎng)具有調(diào)剩余負(fù)荷增量，由全網(wǎng)具有調(diào)節(jié)容量的機(jī)組，通過調(diào)速器動(dòng)節(jié)容量的機(jī)組，通過調(diào)速器動(dòng)作，按照功頻靜態(tài)調(diào)節(jié)特性平作，按照功頻靜態(tài)調(diào)節(jié)特性平衡；衡；00DDGPPP 00DDGGDPPPKfKf

22、 fO1fPA( )DPf2fEGP( )GPf( )DPffO1fPBB0DP( )DPf( )DPff 2f 2fE( )GPfA( )DPf主調(diào)頻電主調(diào)頻電廠廠輸出功輸出功率增量率增量 按經(jīng)濟(jì)調(diào)度按經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則在主調(diào)原則在主調(diào)頻廠間分配頻廠間分配 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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整fO1fPABB0DP( )DPf( )DPff2f 2fCEGP0DGGDPPKfKf 0DGGDPPfKK u 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整DAABGAAADBABGBBBPPPKfPPPKf DAPG

23、APAKDBPGBPBKABPAB()()()()DADBGAGBABABADBGBBDAGAABABPPPPffKKKPPKPPPKK 0DAGADBGBABABPPPPPKK 二次調(diào)整可二次調(diào)整可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)頻實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)頻率無差調(diào)節(jié)率無差調(diào)節(jié)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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 主調(diào)頻電廠的選擇主調(diào)頻電廠的選擇主調(diào)頻電廠：負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整，即頻率的主調(diào)頻電廠：負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整，即頻率的二次調(diào)整二次調(diào)整，一般選，一般選1-2個(gè)電廠；個(gè)電廠；輔助調(diào)頻電廠：系統(tǒng)頻率超過某一規(guī)定的偏移范圍時(shí)才參與頻率調(diào)整，一般也只有少數(shù)電輔助調(diào)頻

24、電廠：系統(tǒng)頻率超過某一規(guī)定的偏移范圍時(shí)才參與頻率調(diào)整，一般也只有少數(shù)電廠；廠；非調(diào)頻電廠：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，按照預(yù)先給定的負(fù)荷曲線；非調(diào)頻電廠：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，按照預(yù)先給定的負(fù)荷曲線；u 選擇主調(diào)頻電廠時(shí)，主要應(yīng)考慮：選擇主調(diào)頻電廠時(shí)，主要應(yīng)考慮：（1）機(jī)組具有足夠的調(diào)節(jié)容量及調(diào)整范圍；機(jī)組具有足夠的調(diào)節(jié)容量及調(diào)整范圍；（2）調(diào)頻機(jī)組具有與負(fù)荷變化速度相適應(yīng)的調(diào)整速度；）調(diào)頻機(jī)組具有與負(fù)荷變化速度相適應(yīng)的調(diào)整速度；（3）調(diào)整出力時(shí)符合安全及經(jīng)濟(jì)的原則；）調(diào)整出力時(shí)符合安全及經(jīng)濟(jì)的原則；（4）調(diào)頻引起的聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)、中樞點(diǎn)電壓波動(dòng)是否越限；）調(diào)頻引起的聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)、中樞點(diǎn)電壓波動(dòng)是否越限；電力

25、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)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整u 各類電廠調(diào)節(jié)能力對(duì)比各類電廠調(diào)節(jié)能力對(duì)比出力調(diào)整范圍出力調(diào)整范圍負(fù)荷增減速度負(fù)荷增減速度調(diào)頻能力調(diào)頻能力評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)水輪發(fā)電機(jī)組水輪發(fā)電機(jī)組50%PN0100%PN, 1min汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組中溫中壓中溫中壓75%PN(50%-100%)PN范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，(2%5%)PN/min高溫高壓高溫高壓PGmax檢修備用檢修備用國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用()()GCSLDLresPPPPPu 熱備用熱備用旋轉(zhuǎn)備用旋轉(zhuǎn)備用（Spinning Reserve）擔(dān)負(fù)頻率調(diào)整任務(wù)，處理如下：擔(dān)負(fù)頻率調(diào)整任務(wù)

26、，處理如下：短時(shí)間負(fù)荷波動(dòng)；短時(shí)間負(fù)荷波動(dòng)；日負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)誤差；日負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)誤差；發(fā)電機(jī)組因偶然事故退出運(yùn)行；發(fā)電機(jī)組因偶然事故退出運(yùn)行；包含負(fù)荷備用和部分事故備用包含負(fù)荷備用和部分事故備用u 冷備用冷備用停運(yùn)待命機(jī)組，包括檢修備用、國(guó)民經(jīng)濟(jì)停運(yùn)待命機(jī)組，包括檢修備用、國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用、部分事故備用備用、部分事故備用熱備用不足：熱備用不足：低頻減載低頻減載水電機(jī)組低水電機(jī)組低頻自啟動(dòng)頻自啟動(dòng)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)整有功功率平衡和系統(tǒng)負(fù)荷在各類發(fā)電廠間的合理分配有功功率平衡和系統(tǒng)負(fù)荷在各類發(fā)電廠間的合理分配u 各類發(fā)電廠負(fù)荷的合理分配各類發(fā)電廠負(fù)荷的合理

27、分配A水電廠不可調(diào)功率水電廠不可調(diào)功率B水電廠可調(diào)功率水電廠可調(diào)功率C熱電廠熱電廠D核電廠核電廠E高溫高壓凝汽式火電廠高溫高壓凝汽式火電廠F中溫中壓凝汽式火電廠中溫中壓凝汽式火電廠G抽水蓄能機(jī)組抽水蓄能機(jī)組H燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)電力系統(tǒng)中有功功率負(fù)荷合理分配的目標(biāo)是，在滿足一定約束條件的前提下，盡可能節(jié)約消耗的能源。1、耗量特性 發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源與發(fā)出的有功功率的關(guān)系。與發(fā)出的有功功率的關(guān)系。(2)比耗量：特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)( (即輸入與輸出即輸入與輸出) )之比之比 / PF(1)耗量微增率: 耗量特性曲線上某點(diǎn)切

28、線耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率，的斜率， / dPdF(3)發(fā)電設(shè)備的效率 ：比耗量的倒數(shù)比耗量的倒數(shù)FP 表示在該點(diǎn)運(yùn)行時(shí)輸入增表示在該點(diǎn)運(yùn)行時(shí)輸入增量對(duì)輸出增量之比量對(duì)輸出增量之比 2、有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目標(biāo)函數(shù)和約束條件(1)(1)目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù): :總能源消耗量?？偰茉聪牧?。niGiiGnnGGPFPFPFPFF12211)()(.)()(第第i臺(tái)設(shè)備發(fā)出有功功臺(tái)設(shè)備發(fā)出有功功率率PGi時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源消耗的能源(2)(2)約束條件約束條件: :等式約束等式約束: :有功功率必須保持平衡PPPniLiniGi11若忽略網(wǎng)損，則011niLiniGiPP不等式約

29、束不等式約束: :系統(tǒng)的運(yùn)行限制maxminmaxminmaxminiiiGiGiGiGiGiGiUUUQQQPPP3、等耗量微增率準(zhǔn)則電力系統(tǒng)中的各發(fā)電機(jī)組按相等的耗量微增率運(yùn)行，可使總的能量損耗最小以兩套并聯(lián)機(jī)組間的負(fù)荷分配為例研究多元函數(shù)求極值，構(gòu)造一個(gè)不受約束的拉氏函數(shù)多元函數(shù)求極值，構(gòu)造一個(gè)不受約束的拉氏函數(shù)min)()(2211GGPFPFF約束條件021LDGGPPPmin)()()(212211LDGGGGPPPPFPFL為使為使L最小，有最小，有01GPL02GPL0L可得可得0111GGdPPdF021LDGGPPP 求解得： 2100021222111LDGGGGGGPP

30、PdPPdFdPPdF等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則表示為使總耗量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在發(fā)電設(shè)備或發(fā)表示為使總耗量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。該結(jié)論可推廣用于多個(gè)發(fā)電廠之間的負(fù)荷電廠之間分配負(fù)荷。該結(jié)論可推廣用于多個(gè)發(fā)電廠之間的負(fù)荷分配。分配?！纠?.1】三個(gè)火電廠并列運(yùn)行，各電廠的燃料消耗特性(t/h)及功率約 束條件如下： MWPMWPPFGGG2001000007.03 .0412111MWPMWPPFGGG2501200004.032.0322222MWPMWPPFGGG30015000045.03 .05 .332333當(dāng)總負(fù)荷為400MW時(shí)，試分別確定發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟(jì)分配（不計(jì)網(wǎng)損） 解：按等耗量微增準(zhǔn)則解：按等耗量微增準(zhǔn)則 11110014.03 .0GGPdPdF22220008.032.0GGPdPdF330009.03 .0GP321643.0572.029.14GGGPPP321400321GGGPPP解得解得 MWPMWPGG77.987 .14712PG1低于下限，故應(yīng)取低于下限，故應(yīng)取PG1=100MW 。其余的。其余的300MW負(fù)荷在電廠負(fù)荷