電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述

第十三章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第1頁(yè)13.1概述

13.2有功功率和頻率

13.3電力系統(tǒng)頻率特征13.4電力系統(tǒng)頻率控制

13.5有功功率平衡13.6小結(jié)

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第2頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力用戶(hù)影響

(1)

電力系統(tǒng)頻率改變會(huì)引發(fā)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變,這會(huì)使得電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)加工工業(yè)產(chǎn)品機(jī)械轉(zhuǎn)速發(fā)生改變,轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量,,甚至?xí)霈F(xiàn)次品和廢品。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第3頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力用戶(hù)影響（2）電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)會(huì)影響一些測(cè)量和控制用電子設(shè)備準(zhǔn)確性和性能,頻率過(guò)低時(shí)有些設(shè)備甚至無(wú)法工作。這對(duì)一些主要工業(yè)和國(guó)防是不能允許。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第4頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力用戶(hù)影響（3）電力系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率降低,造成其所帶動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)速和出力降低,影響電力用戶(hù)設(shè)備正常運(yùn)行。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第5頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力系統(tǒng)影響（1）頻率下降時(shí),汽輪機(jī)葉片振動(dòng)會(huì)變大,輕則影響使用壽命,重則可能產(chǎn)生裂紋。對(duì)于額定頻率為50Hz電力系統(tǒng),當(dāng)頻率低到45Hz附近時(shí),一些汽輪機(jī)葉片可能因發(fā)生共振而斷裂,造成重大事故。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第6頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力系統(tǒng)影響（2）頻率下降到47-48Hz時(shí),火電廠(chǎng)由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輔機(jī)（如送風(fēng)機(jī)）出力隨之下降,從而使火電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)發(fā)出有功功率下降。這種趨勢(shì)假如不能及時(shí)阻止,就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許程度。這種現(xiàn)象稱(chēng)為頻率雪山崩。出現(xiàn)頻率雪崩會(huì)造成大面積停電,甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第7頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力系統(tǒng)影響（3）在核電廠(chǎng)中,反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)泵對(duì)供電頻率有嚴(yán)格要求。當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時(shí),冷卻介質(zhì)泵即自動(dòng)跳開(kāi),使反應(yīng)堆停頓運(yùn)行。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第8頁(yè)13.1概述1、電力系統(tǒng)頻率控制必要性

A頻率對(duì)電力系統(tǒng)影響（4）電力系統(tǒng)頻率下降時(shí),異步電動(dòng)機(jī)和變壓器勵(lì)磁電流增加,使無(wú)功消耗增加,引發(fā)系統(tǒng)電壓下降,頻率下降還會(huì)引發(fā)勵(lì)磁機(jī)出力下降,并使發(fā)電機(jī)電勢(shì)下降,造成全系統(tǒng)電壓水平降低。假如電力系統(tǒng)原來(lái)電壓水平偏低,在頻率下降到一定值時(shí),可能出現(xiàn)所謂電壓雪崩現(xiàn)象,出現(xiàn)電壓雪崩也會(huì)造成大面積停電,甚至使系統(tǒng)瓦解。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第9頁(yè)13.1概述2、電力系統(tǒng)有功功率控制必要性

A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(yùn)行全部發(fā)電機(jī)組發(fā)出有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)全部負(fù)荷消耗(包含網(wǎng)損)有功功率總和之間平衡來(lái)維持。不過(guò)電力系統(tǒng)負(fù)荷是時(shí)刻改變,從而造成系統(tǒng)頻率改變。為了確保電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi)，就是要及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組有功功率。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第10頁(yè)13.1概述2、電力系統(tǒng)有功功率控制必要性

B提升電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性當(dāng)系統(tǒng)頻率在額定值附近時(shí)，即使頻率滿(mǎn)足要求，但沒(méi)有說(shuō)明哪些機(jī)組參加并聯(lián)運(yùn)行，并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組各應(yīng)該發(fā)多少有功功率。電力系統(tǒng)有功功率控制任務(wù)之一就是要處理這個(gè)問(wèn)題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問(wèn)題。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第11頁(yè)13.1概述2、電力系統(tǒng)有功功率控制必要性

C確保聯(lián)合電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行電力系統(tǒng)規(guī)模在不停地?cái)U(kuò)大,已經(jīng)出現(xiàn)了將幾個(gè)區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)在一起組成聯(lián)合電力系統(tǒng)，有聯(lián)合電力系統(tǒng)實(shí)施分區(qū)域控制，要求不一樣區(qū)域系統(tǒng)間交換電功率和電量按事先約定協(xié)議進(jìn)行。這時(shí)電力系統(tǒng)有功功率控制要對(duì)不一樣區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上經(jīng)過(guò)功率和電量實(shí)施控制。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第12頁(yè)13.1概述3、本章主要內(nèi)容

①為何P和f聯(lián)絡(luò)起來(lái)②有功功率平衡③調(diào)頻原理

④調(diào)頻方法和辦法電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第13頁(yè)13.2有功功率和頻率1、基本概念電力系統(tǒng)頻率由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，相聯(lián)絡(luò)統(tǒng)只有一個(gè)頻率，是一個(gè)全局問(wèn)題，與電壓不一樣。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第14頁(yè)13.2有功功率和頻率2、頻率額定頻率：50Hz頻率偏移：系統(tǒng)運(yùn)行頻率與額定頻率之差。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第15頁(yè)13.2有功功率和頻率3、電力系統(tǒng)頻率水平由有功功率平衡決定，假如有功電源充分，能確保用戶(hù)需要，且含有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整能力，則能確保頻率在合理范圍之內(nèi)，反之，則將出現(xiàn)較大頻率偏移。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第16頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征

1、發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征

OPGPG2PG1ff1f212發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征如右圖，當(dāng)功率增加到其額定功率時(shí)，輸出功率不隨頻率改變。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第17頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征1、發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征

OPGPG2PG1ff1f212等效發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征如右圖所表示，它跟發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征相同。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第18頁(yè)13.3

電力系統(tǒng)頻率特征1、發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征由此可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)組和等效發(fā)電機(jī)組功率頻率靜態(tài)特征都是向下傾斜，其程度用調(diào)差系數(shù)表示：

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第19頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征2、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷靜態(tài)頻率特征電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷由各種各樣負(fù)荷組成。這些負(fù)荷吸收有功功率有與頻率無(wú)關(guān)，有與頻率一次方成正比，有與頻率二次方成正比，有與頻率更高次方成正比。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第20頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征綜合負(fù)荷與頻率關(guān)系可表示成：

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第21頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征2、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷靜態(tài)頻率特征在額定頻率附近，負(fù)荷靜態(tài)頻率特征近似為直線(xiàn)PLOfPL1f1負(fù)荷靜態(tài)頻率特征曲線(xiàn)斜率稱(chēng)為負(fù)荷頻率調(diào)整效應(yīng)系數(shù)。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第22頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征負(fù)荷頻率調(diào)整效應(yīng)系數(shù)記為KL電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第23頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征3、電力系統(tǒng)頻率特征電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、輸電網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷組成。假如把輸電網(wǎng)絡(luò)損耗看成負(fù)荷一部分，則電力系統(tǒng)是由兩個(gè)步驟組成閉環(huán)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)組功率頻率特征和負(fù)荷功率頻率特征交點(diǎn)就是電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第24頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征3、電力系統(tǒng)頻率特征

OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2如圖，當(dāng)?shù)刃Оl(fā)電機(jī)運(yùn)行在特征G1，綜合負(fù)荷特征為L(zhǎng)1時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在a點(diǎn)，系統(tǒng)頻率為f1。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第25頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征3、電力系統(tǒng)頻率特征

OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，綜合負(fù)荷特征為L(zhǎng)2時(shí)，假如不改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定值，等效發(fā)電機(jī)特征依然為G1,系統(tǒng)運(yùn)行在b點(diǎn)，系統(tǒng)頻率為f2。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第26頁(yè)13.3電力系統(tǒng)頻率特征3、電力系統(tǒng)頻率特征

OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2假如當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，綜合負(fù)荷特征變?yōu)長(zhǎng)2時(shí)，改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定值，等效發(fā)電機(jī)特征變?yōu)镚2,則系統(tǒng)運(yùn)行在c點(diǎn)，系統(tǒng)頻率回到f1。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第27頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整

1、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整

OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，綜合負(fù)荷特征為L(zhǎng)2時(shí)，發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定值不變，等效發(fā)電機(jī)特征依然為G1,系統(tǒng)運(yùn)行在b點(diǎn)，系統(tǒng)頻率為f2。這種由發(fā)電機(jī)特征和負(fù)荷調(diào)整效應(yīng)共同負(fù)擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷改變使系統(tǒng)運(yùn)行在另一頻率頻率調(diào)整稱(chēng)為頻率一次調(diào)整。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第28頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整1、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整

OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2對(duì)于右圖，頻率一次調(diào)整結(jié)果：發(fā)電機(jī)有功功率增加了PL2-PL1，負(fù)荷調(diào)整效應(yīng)是負(fù)荷少吸收有功功率為PL3-PL2，系統(tǒng)頻率降低到f2。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第29頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整1、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)整當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷降低時(shí)，頻率一次調(diào)整過(guò)程與上述相反。即系統(tǒng)頻率升高，發(fā)電機(jī)有功功率降低，負(fù)荷調(diào)整效應(yīng)使負(fù)荷吸收有功功率相對(duì)于原頻率下功率有所增加。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第30頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整2、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整

OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷改變較大，頻率一次調(diào)整結(jié)果，系統(tǒng)頻率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，需要改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定值，使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到要求范圍內(nèi)。對(duì)于右圖，等效發(fā)電機(jī)特征變?yōu)镚2,系統(tǒng)頻率回到f1。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第31頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整2、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整

當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷改變較大，經(jīng)過(guò)改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定值使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到要求范圍內(nèi)頻率調(diào)整稱(chēng)為頻率二次調(diào)整。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第32頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整2、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整

電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整任務(wù)是由調(diào)頻發(fā)電廠(chǎng)中發(fā)電機(jī)組負(fù)擔(dān)。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第33頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）

在頻率三次調(diào)整之前，讓我們先看看電力系統(tǒng)負(fù)荷改變情況。

見(jiàn)下列圖電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第34頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）負(fù)荷總改變情況隨機(jī)分量脈沖分量連續(xù)分量電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第35頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）由上圖可見(jiàn)，總負(fù)荷可分成三個(gè)部分：隨機(jī)分量脈沖分量連續(xù)分量一次調(diào)頻一、二次調(diào)頻發(fā)電計(jì)劃加二次調(diào)頻電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第36頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）負(fù)荷連續(xù)分量，調(diào)度部門(mén)用日負(fù)荷曲線(xiàn)來(lái)描述。日負(fù)荷曲線(xiàn)示比如下：電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第37頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）從以上日負(fù)荷曲線(xiàn)可看到，把負(fù)荷分成基荷和峰荷。對(duì)應(yīng)地，調(diào)度部門(mén)把發(fā)電廠(chǎng)分為三類(lèi)：帶基荷發(fā)電廠(chǎng)調(diào)峰發(fā)電廠(chǎng)調(diào)頻發(fā)電廠(chǎng)電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第38頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）調(diào)度部門(mén)按日負(fù)荷曲線(xiàn)把發(fā)電計(jì)劃下發(fā)到各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)，計(jì)劃發(fā)電計(jì)劃與實(shí)際負(fù)荷不可能完全一致，其差值稱(chēng)為計(jì)劃外負(fù)荷。計(jì)劃外負(fù)荷由調(diào)頻廠(chǎng)負(fù)擔(dān)。

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第39頁(yè)13.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整3、電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整（頻率三次調(diào)整）由此可見(jiàn)，調(diào)度部門(mén)使用發(fā)電計(jì)劃來(lái)處理大部分有功功率平衡問(wèn)題。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第40頁(yè)13.5電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷合理分配1、有功電源發(fā)電廠(chǎng)是當(dāng)前電力系統(tǒng)唯一有功功率電源。（1）火力發(fā)電廠(chǎng)：總?cè)萘慷种灰陨?。燃油火力發(fā)電廠(chǎng)燃汽火力發(fā)電廠(chǎng)燃燒火力發(fā)電廠(chǎng)效率高容量大低溫低壓（450℃，35大氣壓）中溫中壓（520℃，100大氣壓）高溫高壓（550℃，180大氣壓）超臨界機(jī)組(575℃，200以上) （2）熱力發(fā)電廠(chǎng)：發(fā)電+供熱強(qiáng)迫出力：為確保供熱而必須發(fā)出有功功率。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第41頁(yè)13.5電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷合理分配 （3）水力發(fā)電廠(chǎng)多年調(diào)整庫(kù)容水力發(fā)電廠(chǎng)日調(diào)整庫(kù)容水力發(fā)電廠(chǎng)徑流式庫(kù)容水力發(fā)電廠(chǎng)抽水蓄能庫(kù)容水力發(fā)電廠(chǎng) （4）核能發(fā)電廠(chǎng)電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第42頁(yè)13.5電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷合理分配水電廠(chǎng)強(qiáng)迫出力Fig13.1＋熱電廠(chǎng)強(qiáng)迫出力核電廠(chǎng)高效率大機(jī)組火電廠(chǎng)中溫中壓凝氣式火電廠(chǎng)中溫中壓火電廠(chǎng)水電廠(chǎng)可調(diào)功率抽頭蓄能基荷峰荷電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第43頁(yè)13.5電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷合理分配2、 有功功率負(fù)荷①有功功率負(fù)荷隨天氣、季節(jié)、天天時(shí)間、天氣,人們生活工作習(xí)慣等改變，以各種負(fù)荷曲線(xiàn)來(lái)反應(yīng)，是電力調(diào)度部門(mén)主要依據(jù)。②Fig13.1中基荷：日負(fù)荷曲線(xiàn)最低點(diǎn)以下部分，峰荷：基荷與最大負(fù)荷之間部分。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第44頁(yè)13.5電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷合理分配2、 有功功率負(fù)荷③實(shí)際負(fù)荷改變特點(diǎn)實(shí)際負(fù)荷改變由三種成份組成：改變幅度很小，改變周期最短（普通為10S以?xún)?nèi)），普通由中小型用電設(shè)備投入切除引發(fā)，帶有很大隨機(jī)性。改變幅度較大，改變周期較短（10S-3m），普通為軋鋼機(jī)等較大間斷性負(fù)荷；改變遲緩權(quán)連續(xù)改變部分，由人們作息制度、生活習(xí)慣、天氣等決定。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第45頁(yè)3、兩并聯(lián)機(jī)組有功功率分配見(jiàn)Fig13.1基本標(biāo)準(zhǔn)：基荷由含有強(qiáng)迫功率，不可調(diào)功率或高效率熱力發(fā)電廠(chǎng)，電力發(fā)電廠(chǎng)，核能發(fā)電廠(chǎng)，逕流式水力發(fā)電廠(chǎng)，泄洪澆灌等水力發(fā)電廠(chǎng)等負(fù)擔(dān)。峰荷由有調(diào)整水庫(kù)水力發(fā)電廠(chǎng)，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠(chǎng)和中溫中壓火力發(fā)電廠(chǎng)等負(fù)擔(dān)。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第46頁(yè)3、兩并聯(lián)機(jī)組有功功率分配f1f2PG1PG2

PG1

PG2PG1P’G1PG2P’G2并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組所調(diào)整有功功率與頻率改變和機(jī)組額定容量成正比，與機(jī)組調(diào)差系數(shù)成反比電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第47頁(yè)怎樣求解

f*注意：若某臺(tái)機(jī)組已經(jīng)沒(méi)有調(diào)整容量，則取

i*=,KGi＝0電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第48頁(yè)怎樣求解

f*

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第49頁(yè)13.5電力系統(tǒng)有功功率平衡及負(fù)荷合理分配4、有功功率電源備用為滿(mǎn)足預(yù)計(jì)外負(fù)荷需求和負(fù)荷改變，需要以下幾個(gè)備用：負(fù)荷備用：為滿(mǎn)足負(fù)荷波動(dòng)和計(jì)劃外增加負(fù)荷而設(shè)置備用（最大負(fù)荷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(shí)，為確保向用戶(hù)正常供電而設(shè)置備用。（5%——10%，>最大單機(jī)容量）檢修備用：為發(fā)電設(shè)備定時(shí)檢修及設(shè)置備用。國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：考慮到國(guó)民經(jīng)濟(jì)超計(jì)劃增加而設(shè)置備用。熱備用：全部發(fā)電機(jī)組最大可能出力之和與該時(shí)刻總負(fù)荷差值，（依據(jù)需要隨時(shí)能夠投入備用）熱備用包含部分事故備用和全部負(fù)荷備用。冷備用：處于待機(jī)狀態(tài)，但設(shè)備完好，隨時(shí)能夠開(kāi)啟發(fā)電設(shè)備。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第50頁(yè)13.6小結(jié)電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第51頁(yè)選講內(nèi)容1：

AGC（AutomationGenerationControl）目標(biāo)是使電力系統(tǒng)出力與負(fù)荷相適應(yīng)，保持頻率額定和經(jīng)過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率等于計(jì)劃值，并盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)組（電廠(chǎng)）間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第52頁(yè)AGC基本目標(biāo)使全系統(tǒng)出力與負(fù)荷相匹配將電力系統(tǒng)頻率偏差調(diào)整到0，保持系統(tǒng)頻率為額定值控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率與計(jì)劃值相等，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率平衡在區(qū)域各個(gè)電廠(chǎng)間進(jìn)行負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配

第二、三個(gè)目標(biāo)也稱(chēng)為L(zhǎng)FC電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第53頁(yè)AGC普通過(guò)程跟蹤控制調(diào)整控制機(jī)組控制發(fā)電計(jì)劃調(diào)速器氣輪機(jī)負(fù)荷預(yù)測(cè)機(jī)組組合水電計(jì)劃交換計(jì)劃電力系統(tǒng)發(fā)電計(jì)劃區(qū)域控制誤差機(jī)組分組dfPG電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第54頁(yè)區(qū)域控制誤差

ACEi=bidf+dPT,I聯(lián)絡(luò)線(xiàn)和頻率偏差控制（TBC）恒定功率控制（CFC）恒定凈交換功率控制（CNIC）電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第55頁(yè)AGC對(duì)機(jī)組功率分配AGC對(duì)機(jī)組公里分配包含兩個(gè)部分：按經(jīng)濟(jì)調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)分配計(jì)劃負(fù)荷和計(jì)劃外負(fù)荷，送出基點(diǎn)功率值；將消除誤差式區(qū)域控制誤差所需要調(diào)整功率PR分配給機(jī)組電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第56頁(yè)AGC與其它應(yīng)用軟件關(guān)系機(jī)組組合發(fā)電計(jì)劃水電計(jì)劃負(fù)荷預(yù)測(cè)AGC交換計(jì)劃安全約束調(diào)度狀態(tài)預(yù)計(jì)最優(yōu)時(shí)尚計(jì)劃限制時(shí)尚網(wǎng)損修正電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第57頁(yè)自學(xué)內(nèi)容1：

自動(dòng)低頻減負(fù)荷概述電力系統(tǒng)頻率控制是關(guān)系電力系統(tǒng)全局控制問(wèn)題.在電力系統(tǒng)事故情況下,當(dāng)采取各種辦法之后依然不能阻止頻率下降時(shí),則由低頻減載裝置自動(dòng)切除一部分負(fù)荷來(lái)到達(dá)目標(biāo),這就是自動(dòng)低頻減負(fù)荷,也稱(chēng)自動(dòng)低頻減載.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第58頁(yè)電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征

電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征主要由系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械決定.因?yàn)樾D(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及其距離故障點(diǎn)電氣距離不一樣,在系統(tǒng)故障時(shí),系統(tǒng)中各結(jié)點(diǎn)(母線(xiàn))頻率動(dòng)態(tài)特征是不一樣.

各結(jié)點(diǎn)頻率fi將在系統(tǒng)平均頻率fx附近改變,但偏離數(shù)值不大.所以,能夠用fx代替fi并將系統(tǒng)看成一臺(tái)等值發(fā)電機(jī)組來(lái)研究fx隨時(shí)間改變.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第59頁(yè)電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征系統(tǒng)中每臺(tái)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程:

經(jīng)驗(yàn)表明,即使電力系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)數(shù)量遠(yuǎn)比發(fā)電機(jī)多,但它們等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量卻遠(yuǎn)小于發(fā)動(dòng)機(jī)組.故能夠只考慮發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.

現(xiàn)在取系統(tǒng)全部發(fā)電機(jī)額定功率總和PGe為功率基準(zhǔn)值,則有電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第60頁(yè)電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征考慮到能夠近似認(rèn)為fi=fx,上式中ωi*能夠用ωX*代替,則電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第61頁(yè)電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征因?yàn)橛?/p>

以上即系統(tǒng)等值機(jī)頻率改變方程式。該方程式?jīng)]有考慮負(fù)荷頻率調(diào)整效應(yīng)電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第62頁(yè)電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征若考慮負(fù)荷頻率調(diào)整效應(yīng)：將功率基準(zhǔn)換算成為PLe：電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第63頁(yè)電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特征如圖所表示.該特征為一指數(shù)下降曲線(xiàn),頻率下降穩(wěn)態(tài)值與功率缺額成正比.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第64頁(yè)自動(dòng)低頻減負(fù)荷基本原理電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第65頁(yè)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置控制是整個(gè)系統(tǒng)頻率,而不是系統(tǒng)內(nèi)某一臺(tái)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù),所以ZDPJ裝置分散安裝在電力系統(tǒng)各個(gè)變電站之中,由它們共同作用來(lái)阻止系統(tǒng)頻率下降.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第66頁(yè)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第67頁(yè)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置整定計(jì)算(一)確定最大功率缺額Pqe

發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí),為了確保系ZDPJ裝置動(dòng)作切除負(fù)荷后能使得系統(tǒng)頻率恢復(fù)到允許值,在計(jì)算接入ZDPJ裝置負(fù)荷功率之前,必須先確定系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)功率缺額最大值.確定最大功率缺額應(yīng)該考慮系統(tǒng)最不利運(yùn)行方式下出現(xiàn)最嚴(yán)重故障時(shí)情況.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第68頁(yè)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置整定計(jì)算(二)確定接入ZDPJ裝置負(fù)荷中功率PJH當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)Pqe時(shí),假如ZDPJ不動(dòng)作,系統(tǒng)頻率會(huì)穩(wěn)定在f;假如切除負(fù)荷功率等于Pqe,則系統(tǒng)頻率會(huì)恢復(fù)到fe.為了盡可能少切除負(fù)荷.并不要求ZDPJ動(dòng)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.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第69頁(yè)確定接入ZDPJ裝置負(fù)荷中功率PJH[例13-1]某系統(tǒng)負(fù)荷額定功率PLe=1000MW系統(tǒng)可能出現(xiàn)最大功率缺額為218MW,設(shè)負(fù)荷調(diào)整效應(yīng)系數(shù)為KL*=2,自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置動(dòng)作后,希望頻率恢復(fù)到fY=48Hz.求接入自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置負(fù)荷總功率PJH.解:電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第70頁(yè)(三)確定各級(jí)(輪)動(dòng)作頻率當(dāng)前自動(dòng)低頻減負(fù)荷均采取按系統(tǒng)頻率由高到低次序切除負(fù)荷方法.依據(jù)開(kāi)啟頻率不一樣,將自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置動(dòng)作分為若干級(jí).

為了確定ZDPJ裝置級(jí)數(shù),應(yīng)確定裝置第一級(jí)動(dòng)作頻率、最末一級(jí)動(dòng)作頻率和相鄰兩級(jí)動(dòng)作頻率級(jí)差.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第71頁(yè)確定各級(jí)(輪)動(dòng)作頻率確定第一級(jí)動(dòng)作頻率f1

普通第一級(jí)動(dòng)作頻率整定在48.5~49.0Hz.確定末級(jí)動(dòng)作頻率fn

末級(jí)動(dòng)作頻率以不低于46~46.5Hz為宜確定頻率級(jí)差△

f

對(duì)于電磁式頻率繼電器,△f可取0.5Hz.對(duì)于數(shù)字式頻率繼電器,可取0.3Hz.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整概述第72頁(yè)確定各級(jí)(輪)動(dòng)作頻率

縮小級(jí)差,增