電壓系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整

1、2021/3/261第四章第四章電力系統(tǒng)有功功率與頻率的調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率與頻率的調(diào)整2021/3/262內(nèi)容提要頻率偏移產(chǎn)生的原因、影響、以及允許的頻率偏離量? 保持頻率偏移量不超過(guò)一定范圍的條件 （如何保持有功功率的平衡） 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 有功功率的最優(yōu)分配2021/3/2632021/3/2644.1 4.1 有功平衡和頻率調(diào)整有功平衡和頻率調(diào)整 1.1.電力系統(tǒng)頻率變化的影響電力系統(tǒng)頻率變化的影響 對(duì)用戶(hù)的影響對(duì)用戶(hù)的影響（1 1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速: :紡織工業(yè)、造紙工業(yè)紡織工業(yè)、造紙工業(yè) n1=60f/p （2 2）異步電機(jī)功率下降）異步電機(jī)功率下降 頻率降低頻率降低

2、影響機(jī)械傳動(dòng)的出力影響機(jī)械傳動(dòng)的出力吸收的有功功率也會(huì)降吸收的有功功率也會(huì)降低低, ,TN=9550*PN/nN ,（3 3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度 雷達(dá)電子計(jì)算機(jī)無(wú)法運(yùn)行雷達(dá)電子計(jì)算機(jī)無(wú)法運(yùn)行2021/3/2654.1 4.1 有功平衡和頻率調(diào)整有功平衡和頻率調(diào)整 對(duì)發(fā)電廠(chǎng)和電力系統(tǒng)的影響對(duì)發(fā)電廠(chǎng)和電力系統(tǒng)的影響（1 1）對(duì)發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響）對(duì)發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響 發(fā)電廠(chǎng)中給水泵發(fā)電廠(chǎng)中給水泵 循環(huán)泵循環(huán)泵 風(fēng)機(jī)等全電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)等全電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的, ,頻頻率降低過(guò)多率降低過(guò)多, ,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)停止導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)停止, ,引起嚴(yán)重后果。引起嚴(yán)重后果。（2 2）對(duì)汽輪

3、機(jī)葉片的影響）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響( (共振）共振） 低頻運(yùn)行時(shí)，容易引起共振，會(huì)使葉片斷裂。低頻運(yùn)行時(shí)，容易引起共振，會(huì)使葉片斷裂。（3 3）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響， 增加無(wú)功消耗。（頻率降低，勵(lì)磁電流增加），無(wú)增加無(wú)功消耗。（頻率降低，勵(lì)磁電流增加），無(wú)功不足情況下，將會(huì)導(dǎo)致電壓降低功不足情況下，將會(huì)導(dǎo)致電壓降低所有設(shè)備均是按額定頻率設(shè)計(jì)的嗎所有設(shè)備均是按額定頻率設(shè)計(jì)的嗎,頻率變化將影響到各行各業(yè)頻率變化將影響到各行各業(yè)。必須使系統(tǒng)頻率在規(guī)定的范圍內(nèi)必須使系統(tǒng)頻率在規(guī)定的范圍內(nèi),這要求進(jìn)行調(diào)整和控制這要求進(jìn)行調(diào)整和控制頻率和頻率和誰(shuí)有關(guān)誰(shuí)有關(guān)呢呢?202

4、1/3/2664.1 4.1 有功功率和頻率調(diào)整有功功率和頻率調(diào)整2 2 頻率與有功平衡的關(guān)系頻率與有功平衡的關(guān)系 轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡只要平衡只要平衡, ,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變, ,頻率不變頻率不變。轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí)轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí), ,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速變化速變化, ,引起頻率變化引起頻率變化ETETPPMM60pnf 系統(tǒng)頻率系統(tǒng)頻率由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定,轉(zhuǎn)速與軸上的轉(zhuǎn)矩平衡有關(guān)轉(zhuǎn)速與軸上的轉(zhuǎn)矩平衡有關(guān)原動(dòng)機(jī)輸入的原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩機(jī)械轉(zhuǎn)矩發(fā)電機(jī)輸出發(fā)電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩2021/3/267發(fā)電機(jī)的輸出功率由輸出狀態(tài)決定發(fā)電機(jī)的輸出功率由輸出狀態(tài)決定,運(yùn)行

5、狀態(tài)是經(jīng)常變化的運(yùn)行狀態(tài)是經(jīng)常變化的,原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率由于慣性原因原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率由于慣性原因,很難瞬時(shí)和輸出平衡。很難瞬時(shí)和輸出平衡。所以保持頻率恒定不變是十分困難的所以保持頻率恒定不變是十分困難的!有功功率平衡有功功率平衡全系統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率之和在任何時(shí)刻都與系統(tǒng)中全系統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率之和在任何時(shí)刻都與系統(tǒng)中有功功率負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)上的有功損耗平衡有功功率負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)上的有功損耗平衡,系統(tǒng)有功功率平衡系統(tǒng)有功功率平衡頻率允許偏移的范圍:50Hz(0.20.5)Hz功率平衡與頻功率平衡與頻率率不能保持功率平衡時(shí)不能保持功率平衡時(shí),頻率發(fā)生變化頻率發(fā)生變化,使頻率使頻率不超過(guò)范圍不

6、超過(guò)范圍就必須就必須,使系統(tǒng)的有功功率保持或平衡使系統(tǒng)的有功功率保持或平衡系統(tǒng)有功功率平衡系統(tǒng)有功功率平衡和頻率密切相關(guān)。和頻率密切相關(guān)。2021/3/268有功功率和頻率調(diào)整有功功率負(fù)荷的 變化及其調(diào)整負(fù)荷變化就負(fù)荷變化就會(huì)引起頻率會(huì)引起頻率變化變化,必須調(diào)必須調(diào)節(jié)電源側(cè)節(jié)電源側(cè),使使發(fā)出的功率發(fā)出的功率能隨負(fù)荷的能隨負(fù)荷的變化而變化變化而變化來(lái)維持頻率來(lái)維持頻率在允許的范在允許的范圍內(nèi)。圍內(nèi)。電力系統(tǒng)負(fù)電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線(xiàn)不規(guī)荷曲線(xiàn)不規(guī)則則,無(wú)規(guī)律無(wú)規(guī)律2021/3/269 系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷組成負(fù)荷組成:（1

7、1）變動(dòng)周期小于）變動(dòng)周期小于10s10s, ,變化幅度小變化幅度小: :末端小末端小操作、線(xiàn)路搖擺等想不到的小負(fù)荷操作、線(xiàn)路搖擺等想不到的小負(fù)荷（3 3）變動(dòng)周期最大）變動(dòng)周期最大, ,變化幅度最大變化幅度最大: :氣象、氣象、產(chǎn)、生活規(guī)律產(chǎn)、生活規(guī)律, ,這類(lèi)負(fù)荷基本上可以預(yù)計(jì)的。這類(lèi)負(fù)荷基本上可以預(yù)計(jì)的。（2）變動(dòng)周期在（變動(dòng)周期在（10s10s, ,180s180s）, ,變化幅度較大變化幅度較大: :大電機(jī)、電爐啟停大電機(jī)、電爐啟停, ,沖擊性和間歇性負(fù)荷沖擊性和間歇性負(fù)荷調(diào)速器調(diào)速器頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷，在各機(jī)荷

8、，在各機(jī)組間進(jìn)行最組間進(jìn)行最優(yōu)負(fù)荷分配優(yōu)負(fù)荷分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）2021/3/2610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)組的由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器調(diào)速器進(jìn)行的進(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)的由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器調(diào)頻器進(jìn)行的、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)荷規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷,即即責(zé)成各發(fā)電廠(chǎng)責(zé)成各發(fā)電廠(chǎng) 按事先給定的發(fā)電荷曲線(xiàn)發(fā)電按事先給

9、定的發(fā)電荷曲線(xiàn)發(fā)電。稱(chēng)為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整稱(chēng)為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整頻率的具體調(diào)整頻率的具體調(diào)整簡(jiǎn)答簡(jiǎn)答一次、二次一次、二次調(diào)頻是事后調(diào)頻是事后的的,三次調(diào)三次調(diào)頻是事前的頻是事前的。2021/3/26114 4 有功功率平衡與備用容量有功功率平衡與備用容量GPLLDGPPPLDP穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)有功功率平衡穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)有功功率平衡:電源發(fā)出的有功功率之和電源發(fā)出的有功功率之和所有所有負(fù)荷負(fù)荷消耗的有功功率之和消耗的有功功率之和LP網(wǎng)絡(luò)中有功功率的網(wǎng)絡(luò)中有功功率的損耗損耗之和之和LDPLPGP電力系統(tǒng)穩(wěn)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)態(tài)運(yùn)行時(shí),電電源發(fā)出的功源發(fā)出的功率應(yīng)滿(mǎn)足負(fù)率應(yīng)滿(mǎn)足負(fù)荷的消耗荷的消耗,還還要

10、滿(mǎn)足有功要滿(mǎn)足有功傳輸網(wǎng)絡(luò)損傳輸網(wǎng)絡(luò)損耗。即耗。即有功有功功率保持平功率保持平衡。衡。負(fù)荷增加負(fù)荷增加網(wǎng)損增加網(wǎng)損增加發(fā)出功率增加發(fā)出功率增加2021/3/26124 4 有功功率平衡與備用容量有功功率平衡與備用容量 備用容量備用容量: :系統(tǒng)中電源容量大于發(fā)電負(fù)荷部分系統(tǒng)中電源容量大于發(fā)電負(fù)荷部分 15%15%20%20% 作用作用: :為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格, ,系統(tǒng)電源容量系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。備用容量備用容量 系統(tǒng)可用電源容量系統(tǒng)可用電源容量 發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷備用容備用容量量電源容

11、電源容量量概念概念總裝機(jī)容量總裝機(jī)容量:發(fā)電廠(chǎng)所有發(fā)電機(jī)額定容量之和發(fā)電廠(chǎng)所有發(fā)電機(jī)額定容量之和電源容量是否電源容量是否等于裝機(jī)容量等于裝機(jī)容量?可投入設(shè)備的可投入設(shè)備的可發(fā)功率之和可發(fā)功率之和才是真正可調(diào)才是真正可調(diào)度的系統(tǒng)電源度的系統(tǒng)電源容量容量2021/3/2613備用容量的分類(lèi)備用容量的分類(lèi)什么是熱備用什么是熱備用和冷備用和冷備用?2021/3/26142、按存在形式分為、按存在形式分為 熱備用:運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大 功率與發(fā)電負(fù)荷之差(旋轉(zhuǎn)備 用)冷備用:未運(yùn)轉(zhuǎn)的、但能隨時(shí)啟動(dòng)的發(fā) 發(fā)電設(shè)備可以發(fā)的最大功率 (不含檢修中的設(shè)備)2021/3/2615總裝機(jī)容量的確定總裝機(jī)容量的

12、確定總裝機(jī)容量總裝機(jī)容量不應(yīng)小于不應(yīng)小于最大發(fā)電負(fù)荷與備用容量之和最大發(fā)電負(fù)荷與備用容量之和LmaxLDmaxMPPP負(fù)荷備用負(fù)荷備用(2-5%Plmax)檢修備用檢修備用(可能不安排可能不安排)事故備用事故備用(5-10%Plmax或系統(tǒng)中最或系統(tǒng)中最大一臺(tái)單機(jī)容量）大一臺(tái)單機(jī)容量）國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展備用國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展備用(3-5%Plmax）備用容量備用容量最大發(fā)電負(fù)荷最大發(fā)電負(fù)荷MP一般總備用容量一般總備用容量M20%)P-(15%總裝機(jī)容量總裝機(jī)容量2021/3/26161 1）綜合負(fù)荷綜合負(fù)荷:系統(tǒng)中所有負(fù)荷之和系統(tǒng)中所有負(fù)荷之和2）供電負(fù)荷供電負(fù)荷:綜合負(fù)荷綜合負(fù)荷+網(wǎng)損網(wǎng)損3）發(fā)電負(fù)荷）

13、發(fā)電負(fù)荷:供電負(fù)荷供電負(fù)荷+廠(chǎng)用負(fù)荷廠(chǎng)用負(fù)荷4）系統(tǒng)額定容量系統(tǒng)額定容量=系統(tǒng)裝機(jī)容量之和系統(tǒng)裝機(jī)容量之和5）系統(tǒng)電源容量：系統(tǒng)中可運(yùn)行機(jī)組的課發(fā)容量之和系統(tǒng)電源容量：系統(tǒng)中可運(yùn)行機(jī)組的課發(fā)容量之和概念概念2021/3/26171.1.負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性4.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性概念概念頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性: :系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí), ,系統(tǒng)中有功負(fù)荷系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率變化特性隨頻率變化特性1 1）與頻率變化無(wú)關(guān)的負(fù)荷與頻率變化無(wú)關(guān)的負(fù)荷; ;照明、電阻照明、電阻、電弧爐等、電弧爐等 2 2）與頻率一次方成正比與頻率一次方

14、成正比;機(jī)床、水泵、卷?yè)P(yáng)機(jī)機(jī)床、水泵、卷?yè)P(yáng)機(jī)3）與頻率二次方成正比與頻率二次方成正比;變壓器的渦流損耗變壓器的渦流損耗4）與頻率三次方成正比；通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵與頻率三次方成正比；通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵5）與頻率高次方成正比；給水泵與頻率高次方成正比；給水泵有功負(fù)荷變化會(huì)引起有功負(fù)荷變化會(huì)引起頻率的變化頻率的變化,同樣頻率同樣頻率變化也會(huì)引起負(fù)荷的變化也會(huì)引起負(fù)荷的變化。變化。2021/3/2618整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷功率與頻率可寫(xiě)成整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷功率與頻率可寫(xiě)成: :4.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性 332210NDNNDNNDNDNDffPaffPaffPaPaP13210 aaaa 3322

15、10fafafaaPD的標(biāo)幺值表達(dá)式為基準(zhǔn)值和以DNNPfPD為頻率為頻率f時(shí)有功負(fù)荷時(shí)有功負(fù)荷,PDN為額定頻率下的有功負(fù)荷為額定頻率下的有功負(fù)荷通常只取通常只取到三次到三次2021/3/2619負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性簡(jiǎn)化表達(dá)簡(jiǎn)化表達(dá)當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí),負(fù)荷有功頻率靜態(tài)特性用一負(fù)荷有功頻率靜態(tài)特性用一條近似直線(xiàn)來(lái)表示。條近似直線(xiàn)來(lái)表示。fPtgKDD fPffPPKDNDNDD/負(fù)荷的負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)數(shù)或稱(chēng)為負(fù)荷的或稱(chēng)為負(fù)荷的頻率調(diào)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)節(jié)效應(yīng),表示負(fù)荷隨頻率表示負(fù)荷隨頻率的變化程度。的變化程度。負(fù)荷對(duì)頻負(fù)荷對(duì)

16、頻率的調(diào)整作用率的調(diào)整作用例例4 41 1實(shí)測(cè)獲得實(shí)測(cè)獲得,一般為一般為1-3,通常為通常為1.52021/3/2620 某電力系統(tǒng)中某電力系統(tǒng)中,與頻率無(wú)關(guān)的負(fù)荷占與頻率無(wú)關(guān)的負(fù)荷占30%,與頻率一次方與頻率一次方成正比的負(fù)荷占成正比的負(fù)荷占40%,與頻率二次方成正比的負(fù)荷占與頻率二次方成正比的負(fù)荷占10%，與頻率三次方成正比的負(fù)荷占，與頻率三次方成正比的負(fù)荷占20%。求系統(tǒng)頻。求系統(tǒng)頻率由率由50Hz降到降到48Hz和和45Hz時(shí)，相應(yīng)負(fù)荷功率的變化時(shí)，相應(yīng)負(fù)荷功率的變化百分值百分值 解解(1)頻率降為頻率降為48Hz時(shí)，時(shí)，系統(tǒng)的負(fù)荷為系統(tǒng)的負(fù)荷為 負(fù)荷變化為負(fù)荷變化為其百分值為其百分值

17、為 4850f0.9623D012323Paa fa fa f0.30.4 0.96+ 0.1 0.960.2 0.960.953負(fù)荷變化為負(fù)荷變化為DP1 0.9530.047 其百分值為其百分值為DP %4.7%2021/3/2621 (2)頻率降為頻率降為45Hz時(shí)時(shí), 4550f0.9系統(tǒng)的負(fù)荷為系統(tǒng)的負(fù)荷為23DP0.30.4 0.9+0.1 0.90.2 0.90.887相應(yīng)地相應(yīng)地DP1 0.8870.113 DP %11.3%2021/3/26221、系統(tǒng)備用容量中、系統(tǒng)備用容量中,那種不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置那種不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置A負(fù)荷備用負(fù)荷備用B事故備用事故備用C檢修備用檢修備用D國(guó)民

18、經(jīng)濟(jì)備用國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用2、電力系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)、電力系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí),系統(tǒng)的頻率系統(tǒng)的頻率A升高升高B減小減小C保持不變保持不變D無(wú)法確定無(wú)法確定3、頻率一次調(diào)整是由、頻率一次調(diào)整是由A調(diào)速器完成調(diào)速器完成B跳頻器完成跳頻器完成C負(fù)荷完成負(fù)荷完成D功率確定功率確定4、頻率二次調(diào)整是由、頻率二次調(diào)整是由A調(diào)速器完成調(diào)速器完成B跳頻器完成跳頻器完成C負(fù)荷完成負(fù)荷完成D功率確定功率確定5、電力系統(tǒng)備用容量有、電力系統(tǒng)備用容量有A熱備用熱備用B冷備用冷備用C檢修備用檢修備用D燃料備用燃料備用2021/3/2623 練習(xí)練習(xí):某電力系統(tǒng)中某電力系統(tǒng)中,與頻率無(wú)關(guān)的負(fù)荷占與頻率無(wú)關(guān)的負(fù)荷占35%,與頻率與頻率一

19、次方成正比的負(fù)荷占一次方成正比的負(fù)荷占45%,與頻率二次方成正比的負(fù)與頻率二次方成正比的負(fù)荷占荷占10%，與頻率三次方成正比的負(fù)荷占，與頻率三次方成正比的負(fù)荷占10%。求系。求系統(tǒng)頻率由統(tǒng)頻率由50Hz降到降到47Hz時(shí)，相應(yīng)負(fù)荷功率的變化百分時(shí)，相應(yīng)負(fù)荷功率的變化百分值值2021/3/26242 2 發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性的有功功率頻率靜態(tài)特性( (講）講） 調(diào)速器的工作原理調(diào)速器的工作原理系統(tǒng)頻率系統(tǒng)頻率下降下降將影響各行各業(yè)的的正常工作將影響各行各業(yè)的的正常工作,必須對(duì)頻率必須對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)整進(jìn)行調(diào)整,主要手段是發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)主要手段是發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng),主要是主要是調(diào)

20、頻器和調(diào)頻器和調(diào)速器調(diào)速器離心飛擺式機(jī)械調(diào)速離心飛擺式機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)是原始的調(diào)速系統(tǒng)，和新型調(diào)速系系統(tǒng)是原始的調(diào)速系統(tǒng)，和新型調(diào)速系統(tǒng)的原理是一樣的。統(tǒng)的原理是一樣的。2021/3/2625發(fā)電機(jī)組的功率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的功率靜態(tài)特性:系統(tǒng)有功功率平衡打破系統(tǒng)有功功率平衡打破,引起頻引起頻率變化率變化,原動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的進(jìn)（水）汽量原動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的進(jìn)（水）汽量,相應(yīng)相應(yīng)增加或減少出力，調(diào)速結(jié)束，建立增加或減少出力，調(diào)速結(jié)束，建立新的穩(wěn)態(tài)新的穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)組功率和發(fā)電機(jī)組功率和頻率之間的關(guān)系。頻率之間的關(guān)系。概念概念原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī): :利用能源產(chǎn)生原動(dòng)力的一切機(jī)械利用能源產(chǎn)生原動(dòng)力

21、的一切機(jī)械, ,熱力、熱力、風(fēng)力、水力、電力風(fēng)力、水力、電力2021/3/26262 2 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性( (講）講） 調(diào)速器的工作原理調(diào)速器的工作原理1為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件離心離心飛擺及其附件飛擺及其附件;2為放大元件為放大元件錯(cuò)油門(mén)錯(cuò)油門(mén)(或或稱(chēng)配壓閥稱(chēng)配壓閥);3為執(zhí)行機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)油動(dòng)機(jī)油動(dòng)機(jī)(或或稱(chēng)接力器稱(chēng)接力器);4為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱(chēng)同為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱(chēng)同步器步器(調(diào)頻器調(diào)頻器)與原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸連接與原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸連接,直接反應(yīng)轉(zhuǎn)速變化直接反應(yīng)轉(zhuǎn)速變化負(fù)荷增加負(fù)荷增加發(fā)電機(jī)輸出功率發(fā)電機(jī)輸出功率原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（頻率）原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（頻率）打開(kāi)油

22、動(dòng)機(jī)油孔打開(kāi)油動(dòng)機(jī)油孔增大開(kāi)度增大開(kāi)度原動(dòng)機(jī)輸出功率原動(dòng)機(jī)輸出功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速大大轉(zhuǎn)速下降轉(zhuǎn)速下降,飛飛擺會(huì)有什么擺會(huì)有什么動(dòng)作呢動(dòng)作呢?固定固定向向上上推推動(dòng)動(dòng)活活塞塞轉(zhuǎn)速回升轉(zhuǎn)速回升,B上移上移,同時(shí)活同時(shí)活塞上移塞上移,A也隨之上移也隨之上移2021/3/2627 經(jīng)調(diào)速器經(jīng)調(diào)速器調(diào)速后調(diào)速后的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速略低于略低于原來(lái)數(shù)值原來(lái)數(shù)值,要想恢復(fù)到原要想恢復(fù)到原來(lái)數(shù)值來(lái)數(shù)值,必須再經(jīng)必須再經(jīng)調(diào)頻器（二次調(diào)整）調(diào)頻器（二次調(diào)整）調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)注意注意頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 負(fù)荷增大負(fù)荷增大,發(fā)電機(jī)組的輸出功率增加發(fā)電機(jī)組的輸出功率增加,頻率低于頻率低于初始初始值值;負(fù)荷減小負(fù)荷減小,調(diào)速器

23、調(diào)整的結(jié)果是發(fā)電機(jī)組輸出功率減調(diào)速器調(diào)整的結(jié)果是發(fā)電機(jī)組輸出功率減少，頻率少，頻率高于高于初始值，這種調(diào)整就是頻率的一次調(diào)整。初始值，這種調(diào)整就是頻率的一次調(diào)整。一次調(diào)頻是一次調(diào)頻是有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)2021/3/2628調(diào)頻器的工作原理調(diào)頻器的工作原理調(diào)頻器調(diào)頻器伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整 當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化引起當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化引起頻率變化時(shí)頻率變化時(shí),利用調(diào)頻器利用調(diào)頻器平平行移動(dòng)行移動(dòng)機(jī)組功率靜態(tài)特性機(jī)組功率靜態(tài)特性調(diào)節(jié)頻率和分配機(jī)組間的調(diào)節(jié)頻率和分配機(jī)組間的有功功率有功功率,這種調(diào)整就是這種調(diào)整就是頻頻率的二次調(diào)整率的二次調(diào)整。再次打開(kāi)油動(dòng)機(jī)油孔再次打開(kāi)油動(dòng)機(jī)油孔調(diào)頻器有

24、人工調(diào)頻和自動(dòng)調(diào)頻兩種方式調(diào)頻器有人工調(diào)頻和自動(dòng)調(diào)頻兩種方式2021/3/2629區(qū)別區(qū)別 一次調(diào)頻一次調(diào)頻一次調(diào)頻是指由一次調(diào)頻是指由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的頻率特性所固有的的頻率特性所固有的能力能力,隨頻率變化而自動(dòng)進(jìn)行頻率調(diào)整。其特點(diǎn)是頻率隨頻率變化而自動(dòng)進(jìn)行頻率調(diào)整。其特點(diǎn)是頻率調(diào)整速度快調(diào)整速度快,但調(diào)整量隨發(fā)電機(jī)組不同而不同但調(diào)整量隨發(fā)電機(jī)組不同而不同,且調(diào)整量且調(diào)整量有限有限,值班調(diào)度員難以控制。值班調(diào)度員難以控制。有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)二次調(diào)頻二次調(diào)頻二次調(diào)頻是指當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)荷或發(fā)電出力發(fā)生較大變化二次調(diào)頻是指當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)荷或發(fā)電出力發(fā)生較大變化時(shí)時(shí),一次調(diào)頻不能恢復(fù)頻率至

25、規(guī)定范圍時(shí)采用的調(diào)頻方一次調(diào)頻不能恢復(fù)頻率至規(guī)定范圍時(shí)采用的調(diào)頻方式。二次調(diào)頻由式。二次調(diào)頻由主調(diào)頻廠(chǎng)主調(diào)頻廠(chǎng)承擔(dān)承擔(dān),可做到可做到無(wú)差調(diào)節(jié)無(wú)差調(diào)節(jié)2021/3/2630發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性（1 1）靜態(tài)調(diào)差系數(shù)靜態(tài)調(diào)差系數(shù): :某臺(tái)機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)相應(yīng)的頻率偏移某臺(tái)機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)相應(yīng)的頻率偏移, ,調(diào)差率調(diào)差率若若2 2為額定運(yùn)行點(diǎn)為額定運(yùn)行點(diǎn), ,1 1為空載為空載運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行點(diǎn): :PfPPff 1212 PfPPffGNN/ 011220ffPffPPNGN GNNPff0 NNGNGNNNfffPPfff00100(%)0 NNfff 近似直線(xiàn)近似

26、直線(xiàn)概念概念2021/3/2631單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率: :調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)調(diào)差系數(shù)的倒數(shù), ,表示頻率變化時(shí)發(fā)表示頻率變化時(shí)發(fā)電機(jī)組輸出功率的變化量。電機(jī)組輸出功率的變化量。fPKGG1fPKGG1NGNGGfPKK小結(jié)小結(jié):調(diào)差系數(shù)大小調(diào)差系數(shù)大小,對(duì)頻率偏移的影響很大對(duì)頻率偏移的影響很大,調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)越小越小,單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。調(diào)差系數(shù)單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。調(diào)差系數(shù)是可以整定的。是可以整定的。2021/3/26323電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的有功功率頻率靜態(tài)特性的有功功率頻率靜態(tài)特性PfP1f1A)( fPDC)( fPD BP2f2GP 0DP DP 負(fù)荷頻率靜態(tài)

27、特性負(fù)荷頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組的有功輸出和有功輸出和系統(tǒng)負(fù)荷需系統(tǒng)負(fù)荷需求之間平衡求之間平衡單臺(tái)機(jī)組和單個(gè)負(fù)荷為例單臺(tái)機(jī)組和單個(gè)負(fù)荷為例負(fù)荷增加負(fù)荷增加負(fù)荷負(fù)荷頻率靜頻率靜態(tài)特性態(tài)特性發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)組頻組頻率靜態(tài)特性率靜態(tài)特性要確定電力系統(tǒng)負(fù)荷變化引起的頻率波動(dòng)要確定電力系統(tǒng)負(fù)荷變化引起的頻率波動(dòng),需要同時(shí)考慮需要同時(shí)考慮負(fù)荷和發(fā)電機(jī)組兩者的調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷和發(fā)電機(jī)組兩者的調(diào)節(jié)效應(yīng)2021/3/2633012ffffKPGGfKPDD負(fù)荷功率的實(shí)際增量負(fù)荷功率的實(shí)際增量:它同發(fā)電機(jī)功率增量平衡它同發(fā)電機(jī)功率增量平衡:fKPPPDDDD00GDDPPP0fKfK

28、KPPPDGDGD)(0fPKKKDDG0系統(tǒng)的（功率系統(tǒng)的（功率-頻率靜特性系數(shù)）單位調(diào)節(jié)功率頻率靜特性系數(shù)）單位調(diào)節(jié)功率:計(jì)及發(fā)電機(jī)和計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí),引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。PfP1f1A)( fPDC)( fPD BP2f2GP 0DP DP K與與反比關(guān)系反比關(guān)系,越大越好越大越好?f負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)發(fā)電機(jī)組的輸出增量發(fā)電機(jī)組的輸出增量負(fù)值負(fù)值負(fù)荷增加時(shí)負(fù)荷增加時(shí),發(fā)電機(jī)功率特性和負(fù)荷本發(fā)電機(jī)功率特性和負(fù)荷本身調(diào)節(jié)共同作用達(dá)到平衡身調(diào)節(jié)共同作用達(dá)到平衡2021/3/2634標(biāo)幺值表示fPKKKDDG 0fPf

29、PKfPKDNDNDNGNG 0 fPffPPKPPKDNDNDDDNGNG00 fPKKkKDDGr0*系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率kr=PGN/PDN為備用系數(shù)為備用系數(shù)等式兩端同除以等式兩端同除以PDN/fN發(fā)電機(jī)組額定容量與額定頻率時(shí)有功功率之比發(fā)電機(jī)組額定容量與額定頻率時(shí)有功功率之比滿(mǎn)載滿(mǎn)載新平衡新平衡2021/3/2635假定假定初始狀態(tài)發(fā)電機(jī)組滿(mǎn)載運(yùn)行如圖初始狀態(tài)發(fā)電機(jī)組滿(mǎn)載運(yùn)行如圖:小結(jié)：小結(jié)：系統(tǒng)中有功功率電源的出力不僅應(yīng)滿(mǎn)足在額定頻系統(tǒng)中有功功率電源的出力不僅應(yīng)滿(mǎn)足在額定頻率下系統(tǒng)對(duì)有功功率的需求，而且率下系統(tǒng)對(duì)有功功率的需求，而且應(yīng)有一定的備用應(yīng)有一定的備用。滿(mǎn)載

30、滿(mǎn)載新平衡新平衡問(wèn)題問(wèn)題為什么發(fā)電機(jī)組要有一定的備用容量為什么發(fā)電機(jī)組要有一定的備用容量?0GK負(fù)荷增加時(shí)負(fù)荷增加時(shí),發(fā)發(fā)電機(jī)無(wú)可調(diào)節(jié)電機(jī)無(wú)可調(diào)節(jié)的容量的容量,不能再不能再增加輸出增加輸出,只有只有靠頻率下降負(fù)靠頻率下降負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)荷本身的調(diào)節(jié)作用取得平衡，作用取得平衡，這樣引起的頻這樣引起的頻率下降就相當(dāng)率下降就相當(dāng)嚴(yán)重。嚴(yán)重。2021/3/26364.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整n臺(tái)裝有臺(tái)裝有調(diào)速器調(diào)速器的機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)的機(jī)組并列運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)頻率變化系統(tǒng)頻率變化 f f時(shí)時(shí))21(,n,i fKPGiGiniGniGiGiGfKfKPP11N

31、GiNniGiniGiGfPKKK11n臺(tái)機(jī)組的等值臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率結(jié)論結(jié)論:n臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率遠(yuǎn)大于一臺(tái)機(jī)組的臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率遠(yuǎn)大于一臺(tái)機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率。即輸出功率發(fā)生相同變化單位調(diào)節(jié)功率。即輸出功率發(fā)生相同變化,并列運(yùn)行機(jī)組頻率并列運(yùn)行機(jī)組頻率變化要比變化要比單臺(tái)小的多單臺(tái)小的多。每臺(tái)輸出功率增量每臺(tái)輸出功率增量2021/3/2637NGiNniGiniGiGfPKKK11把把n臺(tái)機(jī)組用一臺(tái)臺(tái)機(jī)組用一臺(tái)等值機(jī)等值機(jī)代表代表,等值單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值等值單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值GNGiNniGiGPPKK1niiGiNGNGPPK11niGiNGNPP1NGNG

32、GfPKK代入代入注意注意當(dāng)某臺(tái)機(jī)組當(dāng)某臺(tái)機(jī)組滿(mǎn)載滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)運(yùn)行時(shí),負(fù)荷增負(fù)荷增加時(shí)加時(shí)2021/3/2638頻率的一次調(diào)整的計(jì)算過(guò)程頻率的一次調(diào)整的計(jì)算過(guò)程fPKKKDDG0NGiNniGiniGiGfPKKK11NGiNiiGiGifPfffKP1iGiNGifPP求出頻率偏差求出頻率偏差每臺(tái)機(jī)組的功每臺(tái)機(jī)組的功率增量率增量小結(jié)小結(jié):調(diào)差系數(shù)越小的機(jī)組增調(diào)差系數(shù)越小的機(jī)組增加的有功輸出相對(duì)越多。加的有功輸出相對(duì)越多。調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)2021/3/2639 例例4-2某電力系統(tǒng)中某電力系統(tǒng)中,一半機(jī)組的容量已經(jīng)完全利用一半機(jī)組的容量已經(jīng)完全利用;占總?cè)萘空伎側(cè)萘?/4的的火電廠(chǎng)火電廠(chǎng)尚有尚有

33、10%備用容量備用容量,其單位調(diào)節(jié)功其單位調(diào)節(jié)功率為率為16.6;占總?cè)萘空伎側(cè)萘?/4的水電廠(chǎng)尚有的水電廠(chǎng)尚有20%備用容量備用容量,其單其單位調(diào)節(jié)功率為位調(diào)節(jié)功率為25;系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)數(shù)。試求。試求:(1)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率(2)負(fù)荷功負(fù)荷功率增加率增加5%時(shí)的穩(wěn)態(tài)頻率時(shí)的穩(wěn)態(tài)頻率f。(3)如頻率容許降低如頻率容許降低0.2Hz，系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量。 解解(1)計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 令系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的總額定容量等于令系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的總額定容量等于1，利用公式（，利用公式（4-25）可

34、算出全部發(fā)電機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率可算出全部發(fā)電機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率DK1.5GK0.5 00.25 16.6+0.25 2510.4 2021/3/2640 系統(tǒng)備用系數(shù)系統(tǒng)備用系數(shù)kr=PGN/PDN系統(tǒng)負(fù)荷功率系統(tǒng)負(fù)荷功率DP0.50.251-0.1 +0.251-0.20.925rk1/0.9251.081rGDKk KK1.081 10.4+1.5=12.742(2)系統(tǒng)負(fù)荷增加系統(tǒng)負(fù)荷增加5%時(shí)的頻率偏移為時(shí)的頻率偏移為30.0512.742f3.924 10PK 一次調(diào)整后的穩(wěn)態(tài)頻率為一次調(diào)整后的穩(wěn)態(tài)頻率為f=50-0.003924 50Hz=49.804Hz注意注意2021/

35、3/2641 (3)頻率降低頻率降低0.2Hz,即即,系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量增量f0.004 212.7420.0045.097 10PKf 5.097%P例例4-3同上例同上例,但火電廠(chǎng)容量已全部利用但火電廠(chǎng)容量已全部利用,水電廠(chǎng)的備用容量水電廠(chǎng)的備用容量已由已由20%降至降至10%。解解(1)計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率。計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率。GK0.5 00.25 0+0.25 256.25 r1k=1.0260.50.250.251-0.1912. 75 . 125. 6026. 1* DGrKKkK2021/3/2642 (2)系統(tǒng)負(fù)荷增加系統(tǒng)負(fù)荷增加5%后后20.05

36、7.912f0.632 10 f=50-0.00632 50=49.68Hz(3)頻率允許降低頻率允許降低0.2Hz,系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量為系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量為27.9120.0043.165 10PKf 結(jié)論結(jié)論:系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率愈大系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率愈大,頻率就越穩(wěn)定頻率就越穩(wěn)定,備用容量備用容量較小時(shí)較小時(shí),也較小，增加備用容量可增加也較小，增加備用容量可增加，但發(fā)電，但發(fā)電機(jī)沒(méi)得到充分利用，因此一次調(diào)整適用于負(fù)荷變化幅度機(jī)沒(méi)得到充分利用，因此一次調(diào)整適用于負(fù)荷變化幅度小周期短的調(diào)整。小周期短的調(diào)整。2021/3/2643頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整:通過(guò)操作通過(guò)操作調(diào)頻器調(diào)頻器

37、,使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)行的移動(dòng),從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。圍內(nèi)。每臺(tái)運(yùn)行的機(jī)組都有每臺(tái)運(yùn)行的機(jī)組都有調(diào)速器調(diào)速器, ,均參與一次調(diào)頻均參與一次調(diào)頻二次調(diào)頻只有極少的電廠(chǎng)擔(dān)任二次調(diào)頻只有極少的電廠(chǎng)擔(dān)任, ,二、頻率的二次調(diào)整二、頻率的二次調(diào)整2021/3/26441.主調(diào)頻廠(chǎng)的選擇主調(diào)頻廠(chǎng)的選擇調(diào)頻廠(chǎng)調(diào)頻廠(chǎng): :負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠(chǎng)負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠(chǎng), ,分為主調(diào)頻廠(chǎng)和輔助分為主調(diào)頻廠(chǎng)和輔助 調(diào)頻廠(chǎng)。調(diào)頻廠(chǎng)。主調(diào)頻廠(chǎng)調(diào)頻后不能滿(mǎn)足要求時(shí)才會(huì)啟用輔助調(diào)頻。主調(diào)頻廠(chǎng)調(diào)頻后不能滿(mǎn)足要求時(shí)才會(huì)啟用輔助調(diào)

38、頻。調(diào)頻廠(chǎng)應(yīng)滿(mǎn)足的條件調(diào)頻廠(chǎng)應(yīng)滿(mǎn)足的條件: :1 1）足夠的調(diào)整容量）足夠的調(diào)整容量2 2）較快的調(diào)整速度）較快的調(diào)整速度3 3）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好二、頻率的二次調(diào)整二、頻率的二次調(diào)整2021/3/2645調(diào)整容量調(diào)整容量: : 水電廠(chǎng)水電廠(chǎng) 火電廠(chǎng)火電廠(chǎng)中溫中壓電廠(chǎng)（中溫中壓電廠(chǎng)（7575） 高溫高壓電廠(chǎng)（高溫高壓電廠(chǎng)（3030） 調(diào)整速度調(diào)整速度: : 水電廠(chǎng)水電廠(chǎng) 火電廠(chǎng)火電廠(chǎng)調(diào)頻廠(chǎng)選擇調(diào)頻廠(chǎng)選擇: : 首選首選: :大容量的水電廠(chǎng)大容量的水電廠(chǎng) 其次：中溫中壓火電廠(chǎng)其次：中溫中壓火電廠(chǎng)2021/3/26462.2.頻率二次調(diào)整的過(guò)程頻率二次調(diào)整的過(guò)程pf0)

39、( fPDf1A)( fPGB)(fPD f22f )(fPG C0DP EFB 原始運(yùn)行點(diǎn)原始運(yùn)行點(diǎn)負(fù)荷增加負(fù)荷增加2021/3/2647頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整fKfKPPDGGD0fKfKKPPDGGD)(0KPPfGD0結(jié)論結(jié)論:(1)二次調(diào)頻不改變系統(tǒng)的二次調(diào)頻不改變系統(tǒng)的K值值（2）由于二次調(diào)頻增加了發(fā)電機(jī)的出力）由于二次調(diào)頻增加了發(fā)電機(jī)的出力,在同樣的頻率在同樣的頻率偏移下偏移下,系統(tǒng)能承受的系統(tǒng)能承受的負(fù)荷變化量增加負(fù)荷變化量增加了。了。（3）當(dāng)）當(dāng)可以做到可以做到無(wú)差調(diào)節(jié)無(wú)差調(diào)節(jié)。AEEFFC負(fù)荷調(diào)節(jié)引起的功率增量負(fù)荷調(diào)節(jié)引起的功率增量一次調(diào)整發(fā)電機(jī)組的功率增量一次調(diào)整發(fā)

40、電機(jī)組的功率增量00GDPP2021/3/2648多臺(tái)機(jī)組多臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行（三臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行（三臺(tái)機(jī)組,1號(hào)機(jī)號(hào)機(jī)組為主調(diào)頻機(jī)組）組為主調(diào)頻機(jī)組）fKKfKfKKKPPPPPDGDGGGDD)( )(3213210fKKPPDGGD )(10例例4 44 4例例4 45 5調(diào)頻機(jī)組未動(dòng)作時(shí)調(diào)頻機(jī)組未動(dòng)作時(shí)調(diào)頻機(jī)組動(dòng)作后調(diào)頻機(jī)組動(dòng)作后二次調(diào)頻時(shí)二次調(diào)頻時(shí),非調(diào)非調(diào)頻機(jī)的出力是否頻機(jī)的出力是否改變改變?2021/3/2649 例例4-6某發(fā)電廠(chǎng)裝有三臺(tái)發(fā)電機(jī)某發(fā)電廠(chǎng)裝有三臺(tái)發(fā)電機(jī), ,參數(shù)見(jiàn)表參數(shù)見(jiàn)表4-1。若該電廠(chǎng)總負(fù)荷為若該電廠(chǎng)總負(fù)荷為500MW, ,負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)響應(yīng)系負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)響應(yīng)系數(shù)數(shù)。

41、( (1)1)若負(fù)荷波動(dòng)若負(fù)荷波動(dòng)10, ,求頻率變化增量和各發(fā)電機(jī)輸出功求頻率變化增量和各發(fā)電機(jī)輸出功率。率。(2) (2) 若負(fù)荷波動(dòng)若負(fù)荷波動(dòng)10, ,求頻率變化增量和各發(fā)電機(jī)輸出求頻率變化增量和各發(fā)電機(jī)輸出功率（發(fā)電機(jī)不能過(guò)載）。功率（發(fā)電機(jī)不能過(guò)載）。發(fā)電機(jī)號(hào)發(fā)電機(jī)號(hào)額定容量額定容量/MW原始發(fā)電功率原始發(fā)電功率/MW/(MW/Hz)1 112512510010055552 212512510010050503 33003003003001501502021/3/2650解解 本題采用有名值進(jìn)行計(jì)算。本題采用有名值進(jìn)行計(jì)算。(1)(1)若負(fù)荷波動(dòng)若負(fù)荷波動(dòng)10, ,則則三組發(fā)電機(jī)均要

42、三組發(fā)電機(jī)均要參與調(diào)節(jié)。參與調(diào)節(jié)。可得可得, ,頻率波動(dòng)頻率波動(dòng)0.33, ,f50.167Hz。發(fā)電機(jī)出力的變化。發(fā)電機(jī)出力的變化, ,1號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有2021/3/2651對(duì)對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有對(duì)對(duì)2號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有2021/3/2652(2)(2)若負(fù)荷波動(dòng)若負(fù)荷波動(dòng)+10, ,由于由于3號(hào)發(fā)電機(jī)已經(jīng)滿(mǎn)載號(hào)發(fā)電機(jī)已經(jīng)滿(mǎn)載, ,因此因此, ,只有只有1、2號(hào)發(fā)電機(jī)參與調(diào)節(jié)。號(hào)發(fā)電機(jī)參與調(diào)節(jié)?？傻每傻? ,頻率波動(dòng)頻率波動(dòng)-0.67, ,f(50-0.33)Hz=49.6750.167Hz。發(fā)電機(jī)出力的變化發(fā)電機(jī)出力的變化, ,對(duì)對(duì)1號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有2021/3/2653對(duì)

43、對(duì)2號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有對(duì)對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有2021/3/2654 例例4-6將例將例4-4中中3號(hào)機(jī)組得額定容量改為號(hào)機(jī)組得額定容量改為500MW, ,其余條件不變。其余條件不變。3號(hào)機(jī)組設(shè)定為調(diào)頻機(jī)組號(hào)機(jī)組設(shè)定為調(diào)頻機(jī)組; ;負(fù)荷波動(dòng)負(fù)荷波動(dòng)10, ,3號(hào)機(jī)組調(diào)頻器動(dòng)作。號(hào)機(jī)組調(diào)頻器動(dòng)作。(1)3號(hào)機(jī)組出力增加號(hào)機(jī)組出力增加25MW; ; (2)3號(hào)機(jī)組出力增加號(hào)機(jī)組出力增加50MW, ,試求對(duì)應(yīng)得頻率變化增試求對(duì)應(yīng)得頻率變化增量和各發(fā)電機(jī)輸出功率。量和各發(fā)電機(jī)輸出功率。2021/3/2655解解 系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率與例系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率與例4-4相同相同 (1)3(1)3號(hào)機(jī)組出力增加

44、號(hào)機(jī)組出力增加25MW。（4-31）可得頻率變化增量）可得頻率變化增量 發(fā)電機(jī)出力的變化發(fā)電機(jī)出力的變化, ,對(duì)對(duì)1號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有2021/3/2656對(duì)對(duì)2號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有對(duì)對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有2021/3/2657(2)3(2)3號(hào)機(jī)組出力號(hào)機(jī)組出力增加增加50MW。由（。由（4-31）可得頻）可得頻率變化增量率變化增量 發(fā)電機(jī)出力的變化發(fā)電機(jī)出力的變化, ,對(duì)對(duì)1號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有 對(duì)對(duì)2號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有 對(duì)對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)有號(hào)發(fā)電機(jī)有二次調(diào)整時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷增量完全由主調(diào)頻廠(chǎng)承擔(dān)二次調(diào)整時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷增量完全由主調(diào)頻廠(chǎng)承擔(dān)2021/3/26584.3.3 4.3.3 互聯(lián)系統(tǒng)

45、的頻率調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整AGADAKPP AGADAKPP AAGAABDAfKPPP BBGBABDBfKPPP KPPKKPPPPfGDBAGBGADBDA )()(BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP )()(ABP 聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率負(fù)荷變化量負(fù)荷變化量二次調(diào)整二次調(diào)整發(fā)電機(jī)增量發(fā)電機(jī)增量方向方向當(dāng)當(dāng)互聯(lián)系統(tǒng)二次調(diào)互聯(lián)系統(tǒng)二次調(diào)頻增量與全系統(tǒng)負(fù)荷頻增量與全系統(tǒng)負(fù)荷增量平衡時(shí)增量平衡時(shí),可以做可以做到到無(wú)差調(diào)節(jié)無(wú)差調(diào)節(jié)2021/3/2659BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP )()(聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率BGBDBAGADAKPPKPP 0 ABP聯(lián)絡(luò)線(xiàn)

46、交換功率為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率為0如果不缺額如果不缺額,功率缺額和單位調(diào)差功率缺額和單位調(diào)差功率成比例功率成比例2021/3/2660BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP )()(聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率BAGADBDBBAGADABDBAABKKPPKPKKPPKPKP )()(假設(shè)假設(shè)B系統(tǒng)系統(tǒng)不參加二次不參加二次調(diào)整調(diào)整0GBP如果系統(tǒng)功如果系統(tǒng)功率能夠平衡率能夠平衡,DBABPPB系統(tǒng)負(fù)荷增量全部由聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率增量系統(tǒng)負(fù)荷增量全部由聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率增量來(lái)平衡來(lái)平衡,這時(shí)這時(shí),聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率達(dá)到最大。聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率達(dá)到最大。2021/3/2661 例例4- 4-7 7兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線(xiàn)聯(lián)結(jié)為互聯(lián)系統(tǒng)。正常運(yùn)

47、行時(shí)兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線(xiàn)聯(lián)結(jié)為互聯(lián)系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí), ,聯(lián)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上沒(méi)有交換功率流通。兩系統(tǒng)的容量分別為絡(luò)線(xiàn)上沒(méi)有交換功率流通。兩系統(tǒng)的容量分別為1500MW1500MW和和1000MW1000MW, ,各自的單位調(diào)節(jié)功率（分別以?xún)上蹈髯缘膯挝徽{(diào)節(jié)功率（分別以?xún)上到y(tǒng)容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值）示于圖統(tǒng)容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值）示于圖4-134-13。設(shè)。設(shè)A A系統(tǒng)負(fù)荷增系統(tǒng)負(fù)荷增加加100MW100MW, ,試計(jì)算下列情況的頻率變化增量和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上試計(jì)算下列情況的頻率變化增量和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上流過(guò)的交換功率。流過(guò)的交換功率。(1)A(1)A，B B兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻。兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻。(2)(2)A A，B

48、B兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次調(diào)頻。兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次調(diào)頻。(3)(3)B B系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻。系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻。(4)(4)A A系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻。系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻。2021/3/2662解解 將以標(biāo)么值表示的單位調(diào)節(jié)功率折算為有名值將以標(biāo)么值表示的單位調(diào)節(jié)功率折算為有名值 (1) (1) 兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻; ; ;2021/3/2663這種情況正常這種情況正常, ,頻率下降的不多頻率下降的不多, ,通過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)由通過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)由B B向向A A輸送的功率也不大。輸送的功率也不大。(1) (1) 兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次調(diào)頻兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次

49、調(diào)頻; ; ;這種情況最嚴(yán)重這種情況最嚴(yán)重, ,發(fā)生在發(fā)生在A A、B B兩系統(tǒng)的機(jī)組都已滿(mǎn)載兩系統(tǒng)的機(jī)組都已滿(mǎn)載, ,調(diào)調(diào)速器已無(wú)法調(diào)整速器已無(wú)法調(diào)整, ,只能依靠負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)。這時(shí)，只能依靠負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)。這時(shí)，系統(tǒng)頻率質(zhì)量不能保證。系統(tǒng)頻率質(zhì)量不能保證。2021/3/2664(1) B(1) B系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻; ; ;。此時(shí)。此時(shí)2021/3/2665這種情況說(shuō)明這種情況說(shuō)明, ,由于由于B B系統(tǒng)機(jī)組不參加調(diào)頻系統(tǒng)機(jī)組不參加調(diào)頻, ,A A系統(tǒng)的系統(tǒng)的功率缺額主要由該系統(tǒng)本身機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行一次調(diào)頻功率缺額主要由該系統(tǒng)本身機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行一次調(diào)頻

50、加以補(bǔ)充。加以補(bǔ)充。B B系統(tǒng)所能供應(yīng)的系統(tǒng)所能供應(yīng)的, ,實(shí)際上只是由于互聯(lián)系統(tǒng)實(shí)際上只是由于互聯(lián)系統(tǒng)頻率下降時(shí)負(fù)荷略有減少，而使該系統(tǒng)略有富余的頻率下降時(shí)負(fù)荷略有減少，而使該系統(tǒng)略有富余的3.16 3.16 MWMW。其實(shí)，。其實(shí)，A A系統(tǒng)增加的系統(tǒng)增加的100 MW100 MW負(fù)荷，是被三方面分負(fù)荷，是被三方面分擔(dān)了。其中，擔(dān)了。其中，A A系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻增發(fā)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻增發(fā); ;A A系統(tǒng)負(fù)荷因頻率下降減少系統(tǒng)負(fù)荷因頻率下降減少; ;B B系統(tǒng)負(fù)荷因頻率下降減少系統(tǒng)負(fù)荷因頻率下降減少。2021/3/2666(1) A(1) A系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻

51、; ; ; ;。此時(shí)。此時(shí)這種情況說(shuō)明這種情況說(shuō)明, ,由于由于A A系統(tǒng)機(jī)組不參加調(diào)頻系統(tǒng)機(jī)組不參加調(diào)頻, ,該系統(tǒng)的該系統(tǒng)的功率缺額主要由功率缺額主要由B B系統(tǒng)供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng), ,以致聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上流過(guò)大量交換以致聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上流過(guò)大量交換功率，甚至超過(guò)其極限。功率，甚至超過(guò)其極限。比較以上幾種情況，自然會(huì)提出，在一個(gè)龐大的電比較以上幾種情況，自然會(huì)提出，在一個(gè)龐大的電力系統(tǒng)中可采用分區(qū)調(diào)整，即局部的功率盈虧就地調(diào)整力系統(tǒng)中可采用分區(qū)調(diào)整，即局部的功率盈虧就地調(diào)整平衡的方案。因這樣做既可保證頻率質(zhì)量，又不至過(guò)分平衡的方案。因這樣做既可保證頻率質(zhì)量，又不至過(guò)分加重聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的負(fù)擔(dān)。下面的例加重聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的負(fù)擔(dān)。

52、下面的例4-74-7就是一種常用的方案。就是一種常用的方案。2021/3/26674.4 4.4 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合 系統(tǒng)中有系統(tǒng)中有備用容量時(shí)備用容量時(shí),可考慮有功功率的最優(yōu)分配問(wèn)題可考慮有功功率的最優(yōu)分配問(wèn)題,包括包括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。 有功電源的最優(yōu)組合有功電源的最優(yōu)組合:系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠(chǎng)的合理組合。系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠(chǎng)的合理組合。 有功負(fù)荷的最優(yōu)分配有功負(fù)荷的最優(yōu)分配:系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠(chǎng)之間的合理分配。發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠(chǎng)之間的合理分配。

53、問(wèn)題問(wèn)題電力系統(tǒng)有功功率最優(yōu)分配的內(nèi)容是什么電力系統(tǒng)有功功率最優(yōu)分配的內(nèi)容是什么?2021/3/2668一、一、 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)1 1 火電廠(chǎng)火電廠(chǎng)（1 1）燃料及運(yùn)輸費(fèi)用）燃料及運(yùn)輸費(fèi)用（2 2）有功出力最小負(fù)荷限制）有功出力最小負(fù)荷限制（3 3）效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)）效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)（4 4）啟停時(shí)間長(zhǎng)且啟停費(fèi)用高）啟停時(shí)間長(zhǎng)且啟停費(fèi)用高（5 5）熱電廠(chǎng)總效率較高）熱電廠(chǎng)總效率較高, ,但與熱負(fù)荷相應(yīng)的輸出功率是不但與熱負(fù)荷相應(yīng)的輸出功率是不可可 調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率。調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率。2021/3/26692021/3/2670一、一、 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的

54、運(yùn)行特點(diǎn)2 2 水電廠(chǎng)水電廠(chǎng)（1 1）不需燃料費(fèi)）不需燃料費(fèi), ,但一次投資大但一次投資大（2 2）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大（3 3）啟停費(fèi)用低）啟停費(fèi)用低, ,且操作簡(jiǎn)單且操作簡(jiǎn)單（4 4）出力受水頭影響）出力受水頭影響（5 5）抽水蓄能）抽水蓄能（6 6）必須釋放水量強(qiáng)迫功率）必須釋放水量強(qiáng)迫功率2021/3/26712021/3/2672一、一、 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)3核電廠(chǎng)核電廠(chǎng)（1）最小技術(shù)負(fù)荷?。┳钚〖夹g(shù)負(fù)荷小,為額定負(fù)荷為額定負(fù)荷1015。（2）啟停費(fèi)用高）啟停費(fèi)用高;負(fù)荷急劇變化時(shí)負(fù)荷急劇變化時(shí),調(diào)節(jié)費(fèi)用高調(diào)節(jié)費(fèi)用高;啟停及啟停及急

55、劇調(diào)節(jié)時(shí)急劇調(diào)節(jié)時(shí),易于損壞設(shè)備。易于損壞設(shè)備。（3）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。2021/3/2673秦山核電站外景2021/3/2674二、各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合二、各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合 原則原則（1 1）充分利用水源。）充分利用水源。（2 2）降低火電機(jī)組的單位煤耗）降低火電機(jī)組的單位煤耗, ,發(fā)揮高效機(jī)組的作用。發(fā)揮高效機(jī)組的作用。（3 3）盡量降低火力發(fā)電成本。）盡量降低火力發(fā)電成本。2021/3/2675 應(yīng)指出: 枯水季節(jié)往往由系統(tǒng)中的大型水電廠(chǎng)承擔(dān)調(diào)頻任務(wù);洪水季節(jié)這任務(wù)就轉(zhuǎn)移給中溫中壓火電廠(chǎng).抽水蓄能電廠(chǎng)在其發(fā)電期間也可參加調(diào)頻.但低溫低壓火電廠(chǎng)則因容量不

56、足,設(shè)備陳舊,不能擔(dān)負(fù)調(diào)頻任務(wù).2021/3/2676發(fā)電廠(chǎng)組合順序發(fā)電廠(chǎng)組合順序2021/3/26774.5 4.5 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配（講）（講）1 1 發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組的耗量特性耗量特性: :反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量輸輸入入和和輸出輸出關(guān)系的曲線(xiàn)。關(guān)系的曲線(xiàn)。耗量特性耗量特性概念概念F不同不同發(fā)電設(shè)發(fā)電設(shè)備備,燃燃料蒸汽料蒸汽電功率電功率2021/3/26784.5 4.5 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配比耗量比耗量:耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比,即輸即輸

57、入和輸出之比入和輸出之比效率效率:比耗量倒數(shù)比耗量倒數(shù)耗量微增率耗量微增率:耗量特性曲線(xiàn)上耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率,表示在該點(diǎn)表示在該點(diǎn)的輸入增量與輸出增量之比。的輸入增量與輸出增量之比。PF / FP / dPdF / 效率曲線(xiàn)和微增率曲線(xiàn)效率曲線(xiàn)和微增率曲線(xiàn)2021/3/2679二、目標(biāo)函數(shù)和約束條件二、目標(biāo)函數(shù)和約束條件 有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的:在滿(mǎn)足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供在滿(mǎn)足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下電的前提下,使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過(guò)程中單位時(shí)間使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)所消耗的能源最少所消耗的能源最少。 滿(mǎn)足條件滿(mǎn)足條件: 等式

58、約束等式約束 f(x、u、d)=0 不等式約束不等式約束 g(x、u、d)0使使 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) F=F(x、u、d) 最優(yōu)最優(yōu)狀態(tài)量、控制、擾動(dòng)狀態(tài)量、控制、擾動(dòng)總耗量總耗量2021/3/26801 1 目標(biāo)函數(shù)（隨電廠(chǎng)的類(lèi)型不同而不同）目標(biāo)函數(shù)（隨電廠(chǎng)的類(lèi)型不同而不同） 系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組為系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組為例）例） niGiiGnnGGPFPFPFPFF12211)()()()(該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù),描描述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。單位是單位是T/H以以 表示某

59、發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率時(shí)單位表示某發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率時(shí)單位時(shí)間內(nèi)所需消耗的能源。時(shí)間內(nèi)所需消耗的能源。)(GiiPF2021/3/26812 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的條件有功功率必須保持平衡的條件） 負(fù)荷消耗的負(fù)荷消耗的有功功率之和有功功率之和 發(fā)電機(jī)發(fā)出發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率之和的有功功率之和 不等式約束不等式約束,各機(jī)組功率的上下限各機(jī)組功率的上下限 nimjLLDjGiPPP11 nimjLDjGiPP11忽略有功網(wǎng)損忽略有功網(wǎng)損 maxminmaxminGiGiGiGiGiGiQQQPPP2021/3/2682三、三、 等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率

60、準(zhǔn)則 以?xún)膳_(tái)火電機(jī)組為例以?xún)膳_(tái)火電機(jī)組為例,忽略有功網(wǎng)損忽略有功網(wǎng)損;假定各臺(tái)機(jī)組的燃料消假定各臺(tái)機(jī)組的燃料消耗量和輸出功率不受限制耗量和輸出功率不受限制,要求要求:確定負(fù)荷功率在兩臺(tái)機(jī)組間確定負(fù)荷功率在兩臺(tái)機(jī)組間的分配的分配,使總的燃料消耗量最小使總的燃料消耗量最小。等式約束等式約束目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)021 LDGGPPP)()(min2211GGPFPFF 2021/3/2683三、三、 等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則 作圖法求解（只有兩臺(tái)機(jī)組）作圖法求解（只有兩臺(tái)機(jī)組）在在OO上找到一點(diǎn)作垂線(xiàn)上找到一點(diǎn)作垂線(xiàn),與兩條耗量特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)與兩條耗量特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)間距離最短。間距離最短。在耗量