第七章 7.2 電力系統有功功率和頻率調整

1、17.2電力系統的有功功率和頻率調整信電學院電氣系2/11/20222電力系統的有功功率和頻率調整本節(jié)要求：本節(jié)要求： 1、掌握頻率不正常產生的危害2、掌握頻率的一次調整理論和計算。3、掌握頻率的二次調整理論。4、了解互聯系統頻率調整的原理；掌握由互聯系統頻率調整原理說明聯網的優(yōu)點。3頻率不合格產生的危害頻率不合格產生的危害p電源側n低周運行n高周運行p負荷側n電動機負載4有功功率平衡p如果原動機輸入的功率（矩轉）減去各損耗功率（轉矩）之和后，與輸出的電磁功率平衡，這時發(fā)電機轉速維持恒定，則對應頻率也不變。p規(guī)定：頻率偏差規(guī)定在0.2 0.5Hz。 即（ 0.4 1%） 頻率要求比電壓嚴格。

2、5有功功率平衡有功功率平衡和備用容量有功功率平衡和備用容量 要求PG-（Pg+PL+P）=0 為保證質量需要有備用,備用量不可越大越好,要考慮經濟性。 冷備用全年進行安排負荷低谷）節(jié)假日）、大修（檢修備用：小修（部分熱，部分冷小于最大單機容量）不為年最大負荷的（故退出運行事故備用：機組偶然事熱備用）為年最大負荷的（增加，負荷動負荷備用：計劃外負荷 10%5 5%2% 6有功功率平衡在運行中，負荷備用和事故中熱備用可以通用。各類發(fā)電廠負荷的合理分配 火力發(fā)電廠：效率：高壓中壓低壓，從高低 投入運行。 水力發(fā)電廠：水庫綜合效益決定輸出 核能發(fā)電廠：一次投資大，運行費用小，優(yōu)先 投入運行。 檢事備負

3、備裝機容量PPPPPPgL7頻率調整概述而發(fā)電機的電磁功率是隨負荷的隨機性變化而變化的，有功負荷由三種負荷組成頻率的調整 負荷變化f變。 調整輸入功率與輸出功率達到平衡調整f，由發(fā)電機組原動機的自動調節(jié)系統來完成。 一次調整：發(fā)電機組的調速器工作，第一種負荷變化。 二次調整：發(fā)電機組的調頻器工作，第二種負荷變化。 第三種負荷按最優(yōu)化原則在各發(fā)電廠間進行分配，每小時負荷曲線。1Pt23隨機負荷脈動負荷計劃負荷8負荷的功-頻靜特性 一、系統負荷的有功功率-頻率的靜態(tài)特性系統有功負荷隨頻率變化的特性，在頻率=fN時，全系統有功PDN ： a0,a2為各種負荷所占百分比： a1+a2+an=1 當頻率

4、=f時，對應全系統負荷PDDNDNDNDNpapapaP2109負荷的功-頻靜特性選PDN，fN為基準值，以PDN除（1）式),(1111NDNDNDDNffpaPffPPa(1) .)()()(332210NDNNDNNDNDNDffPaffpaffpapaP（后面比重小可略去） 3*32*2*10*fafafaaPD得特性曲線10負荷的功-頻靜特性 當f偏離fn不大時，用一條直線近似代表0PDfNf 11負荷的功-頻靜特性 KL、KL*：取決于負荷的組成，不能調節(jié)。 一般KL* =13（可以試驗或計算得,一般取1.5） 調度部門必須掌握這個數據。 / PMW/Hz *D*LNNLNLNLL

5、LLPfKffPPfKfPK率的計算依據低頻事故均負荷恢復頻制定按頻率減負荷方案目的負荷的頻率調節(jié)效應12發(fā)電機組的有功功率頻率靜態(tài)特性二、發(fā)電機組的有功功率頻率靜態(tài)特性調速器工作原理 結論： 當負荷增加時，發(fā)電機組輸出功率增加，f降低。反之則相反。負荷，機組出力， f 。 調速器調頻過程為有差調節(jié)。（負荷變化時，經調整達到新的平衡，f不會回到原來的數值） 調速器調頻過程，稱為頻率的一次調整。 13發(fā)電機組的有功功率頻率靜態(tài)特性 靜態(tài)調差系數（調差率）*1212/Hz/MW PfPPffPfPPffGNN1點取空載運行點，2點為額定運行點。ff0fNPGNPG120發(fā)電機組的功頻靜特性100(

6、%) Hz/MW 000*0NNNNNNGNNfffffffffPff14發(fā)電機組的有功功率頻率靜態(tài)特性機組的單位調節(jié)功率(發(fā)電機組功頻靜特性系數)NGNGGGGGGfPKKfPKHzMWfPK* 1)/(1fPG為正、KG可以調整， 越小， KG越大，頻率偏移也愈小。但受機組調速機構限制，調整范圍有限。15電力系統的功頻特性n電力系統的功頻特性 當系統中有幾臺機組 *如果某臺機組滿載運行，在負荷增加時KGi=0。所以，n系統電源的單位調節(jié)功率：fKfKPPGSniGiniGiGS11 1*1NGiNniiGniGiGSfPKKK16電力系統的功頻特性n電力系統的單位調節(jié)特性n等值調差系數fP

7、KKKLLGSS0SSK117電力系統頻率的一次調整p電力系統一次調頻負荷變化將引起頻率偏移，系統中凡裝有調速器，有尚有可調容量的發(fā)電機都自動參與頻率調整，稱電力系統的一次調頻，而只能做到有差調節(jié)。n發(fā)電機調速器的作用n自動完成n有差調節(jié)p圖7-5p例7-118電力系統頻率的一次調整19電力系統頻率的二次調整p由主調頻廠承擔，調頻機組通過調頻器移動機組的功率頻率靜特性，改變機組的有功輸出以承擔系統的負荷變化，可以做到無差調節(jié)。p對主調頻廠的要求：n應具有足夠的調整容量；n具有能適應負荷變化的調整速度；n調整功率符合經濟和安全的原則。p圖7-4、7-620電力系統頻率的二次調整21電力系統頻率的

8、二次調整22電力系統頻率的二次調整p互聯系統頻率調整存在三種方式n 按頻率的調整方式n按照聯絡線交換功率調整方式n按照頻率及功率偏移的調整方式p例7-2GBLBBGALAABAABBAABBABAPPPPPPKKPKPKPKKPPf,其中功率缺額，互聯系統交換功率，系統頻率變化量23電力系統的頻率調整作業(yè)：有聯絡線聯接的A、B兩系統，其容量分別為12000MW和5000MW，KA=1200MW/Hz，KB=400MW/Hz。當系統A負荷增加1000MW。僅有一次調頻作用，計算系統頻率的變化量以及聯絡線上的功率變化量和方向。解：首先求兩系統的單位調節(jié)功率HZMWKBHZMWKABA/400/1200 系統：系統：系統：系統：24電力系統的頻率調整A系統增加的負荷功率由兩方面來平衡，一是由于頻率下降A系統自身的調節(jié)作用；另一是B系統通過聯絡線給予補充的功率Pt。即PDA =- KA f PtB)(625. 0160010001000/1600HzKPfMWPAHzMWKKKBADADABA聯合系統下降頻率的增加時系統負荷有：當聯合系統：、