第七章 7.2 電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整

1、17.2電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整信電學(xué)院電氣系2/11/20222電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整本節(jié)要求：本節(jié)要求： 1、掌握頻率不正常產(chǎn)生的危害2、掌握頻率的一次調(diào)整理論和計算。3、掌握頻率的二次調(diào)整理論。4、了解互聯(lián)系統(tǒng)頻率調(diào)整的原理；掌握由互聯(lián)系統(tǒng)頻率調(diào)整原理說明聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)點。3頻率不合格產(chǎn)生的危害頻率不合格產(chǎn)生的危害p電源側(cè)n低周運行n高周運行p負(fù)荷側(cè)n電動機(jī)負(fù)載4有功功率平衡p如果原動機(jī)輸入的功率（矩轉(zhuǎn)）減去各損耗功率（轉(zhuǎn)矩）之和后，與輸出的電磁功率平衡，這時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速維持恒定，則對應(yīng)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(yán)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(zhì)量需要有備用,備用量不可越大越好,要考慮經(jīng)濟(jì)性。 冷備用全年進(jìn)行安排負(fù)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(jī)容量）不為年最大負(fù)荷的（故退出運行事故備用：機(jī)組偶然事熱備用）為年最大負(fù)荷的（增加，負(fù)荷動負(fù)荷備用：計劃外負(fù)荷 10%5 5%2% 6有功功率平衡在運行中，負(fù)荷備用和事故中熱備用可以通用。各類發(fā)電廠負(fù)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(fù)

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

4、=f時，對應(yīng)全系統(tǒng)負(fù)荷PDDNDNDNDNpapapaP2109負(fù)荷的功-頻靜特性選PDN，fN為基準(zhǔn)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(fù)荷的功-頻靜特性 當(dāng)f偏離fn不大時，用一條直線近似代表0PDfNf 11負(fù)荷的功-頻靜特性 KL、KL*：取決于負(fù)荷的組成，不能調(diào)節(jié)。 一般KL* =13（可以試驗或計算得,一般取1.5） 調(diào)度部門必須掌握這個數(shù)據(jù)。 / PMW/Hz *D*LNNLNLNLL

5、LLPfKffPPfKfPK率的計算依據(jù)低頻事故均負(fù)荷恢復(fù)頻制定按頻率減負(fù)荷方案目的負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)12發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性二、發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性調(diào)速器工作原理 結(jié)論： 當(dāng)負(fù)荷增加時，發(fā)電機(jī)組輸出功率增加，f降低。反之則相反。負(fù)荷，機(jī)組出力， f 。 調(diào)速器調(diào)頻過程為有差調(diào)節(jié)。（負(fù)荷變化時，經(jīng)調(diào)整達(dá)到新的平衡，f不會回到原來的數(shù)值） 調(diào)速器調(diào)頻過程，稱為頻率的一次調(diào)整。 13發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性 靜態(tài)調(diào)差系數(shù)（調(diào)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(jī)組的功頻靜特性100(

6、%) Hz/MW 000*0NNNNNNGNNfffffffffPff14發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率(發(fā)電機(jī)組功頻靜特性系數(shù))NGNGGGGGGfPKKfPKHzMWfPK* 1)/(1fPG為正、KG可以調(diào)整， 越小， KG越大，頻率偏移也愈小。但受機(jī)組調(diào)速機(jī)構(gòu)限制，調(diào)整范圍有限。15電力系統(tǒng)的功頻特性n電力系統(tǒng)的功頻特性 當(dāng)系統(tǒng)中有幾臺機(jī)組 *如果某臺機(jī)組滿載運行，在負(fù)荷增加時KGi=0。所以，n系統(tǒng)電源的單位調(diào)節(jié)功率：fKfKPPGSniGiniGiGS11 1*1NGiNniiGniGiGSfPKKK16電力系統(tǒng)的功頻特性n電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)特性n等值調(diào)差系數(shù)fP

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

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