電力系統(tǒng)自動化第3章__電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)

1、GiLjLS0kPPP60pnf ！ T1miiPG1miiPTG11mmiiiiPPG1G2Gm 系統(tǒng)系統(tǒng)LmiGimikimiTiPPWdtdP111)(Wki各機組各機組的動能的動能G1G2Gm 系統(tǒng)系統(tǒng)LmiGimiTiPPP11這說明，即使沒有調(diào)速器參與調(diào)節(jié)原動機的輸入功率，這說明，即使沒有調(diào)速器參與調(diào)節(jié)原動機的輸入功率，機組也可以從一個穩(wěn)定運行工況過渡到另一個穩(wěn)定工況機組也可以從一個穩(wěn)定運行工況過渡到另一個穩(wěn)定工況運行。這種能力稱為自平衡能力或調(diào)節(jié)能力。運行。這種能力稱為自平衡能力或調(diào)節(jié)能力。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n nb b遠離了原來的轉(zhuǎn)速遠離了原來的轉(zhuǎn)速n na a。這說明僅僅依靠機組的自。

2、這說明僅僅依靠機組的自平衡能力進行調(diào)節(jié)，機組的轉(zhuǎn)速平衡能力進行調(diào)節(jié)，機組的轉(zhuǎn)速( (頻率頻率) )會在較大范圍內(nèi)會在較大范圍內(nèi)變化。變化。電力系統(tǒng)負荷的變動情況電力系統(tǒng)負荷的變動情況電力系統(tǒng)負荷變動情況電力系統(tǒng)負荷變動情況L( )PF ff fN N 額定頻率；額定頻率；P PL L 系統(tǒng)頻率為系統(tǒng)頻率為f f時，整個系統(tǒng)的有功負荷；時，整個系統(tǒng)的有功負荷；P PLN LN 系統(tǒng)頻率為額定值系統(tǒng)頻率為額定值f fN N時，整個系統(tǒng)的有功負荷；時，整個系統(tǒng)的有功負荷；a a0 0，a a1 1，a an n各類負荷占各類負荷占P PLNLN的比例系數(shù)。的比例系數(shù)。化成標么值的形式化成標么值的形式

3、nNLNnNLNNLNNLNLNLffPffPffPffPPP)()()()(332210將上式除以將上式除以PLN，則得標么值形式，即，則得標么值形式，即 1LP1f當系統(tǒng)的頻率為額定值時當系統(tǒng)的頻率為額定值時: :通常與頻率變化三次方以上成正比的負荷很少，可忽略其影響。通常與頻率變化三次方以上成正比的負荷很少，可忽略其影響。13210naaaaa于是于是nNLNnNLNNLNNLNLNLffPffPffPffPPP)()()()(332210nnLffffP332210由圖可知：由圖可知：在系統(tǒng)頻率下降時在系統(tǒng)頻率下降時，系統(tǒng)負荷從系統(tǒng)取系統(tǒng)負荷從系統(tǒng)取用的有功功率下降。用的有功功率下降。

4、如果系統(tǒng)的頻率升高，如果系統(tǒng)的頻率升高，系統(tǒng)負荷從系統(tǒng)系統(tǒng)負荷從系統(tǒng)取用的有功功率將增大。取用的有功功率將增大。通常用負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)通常用負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)K KL L* *來衡量負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的大小。來衡量負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的大小。nnLffffP332210dfPKLLd*nmmmnnLLfmfnffdfdPK1112321*32nnLffffP332210而而KL*定義：定義：LPPe綜合負載的功率綜合負載的功率-頻率特性近似表達式：頻率特性近似表達式：fpLtanfpLtan活塞調(diào)節(jié)氣閥錯油門錯油門從鍋爐來的蒸汽從鍋爐來的蒸汽活塞 活塞在特性曲線上任取兩點，我們在特性曲線上任取兩點

5、，我們定義機組的定義機組的靜態(tài)調(diào)差系數(shù)靜態(tài)調(diào)差系數(shù)：GPR。 GPRGGNGNPPPR/：0GPR一般發(fā)電機的調(diào)差系數(shù)或單位調(diào)節(jié)功率，可采用下列數(shù)值：一般發(fā)電機的調(diào)差系數(shù)或單位調(diào)節(jié)功率，可采用下列數(shù)值： 對汽輪發(fā)電機組對汽輪發(fā)電機組 R*=(46)% 或或KG * = 6.16 25； 對水輪發(fā)電機組對水輪發(fā)電機組R*=(24)% 或或KG * =25 50；與與KL不同的是不同的是KG可以人為調(diào)節(jié)整定，但其大小，即調(diào)整范可以人為調(diào)節(jié)整定，但其大小，即調(diào)整范圍受機組調(diào)速機構(gòu)的限制。圍受機組調(diào)速機構(gòu)的限制。KG*GGPRK*1 12LPPP當系統(tǒng)負荷增加，經(jīng)過調(diào)速器調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)頻率穩(wěn)定在當系統(tǒng)負

6、荷增加，經(jīng)過調(diào)速器調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)頻率穩(wěn)定在f f1 1，這時這時1 1號發(fā)電機組的負荷為號發(fā)電機組的負荷為P P1 1，增加了，增加了P P1 1；2 2號發(fā)電機組的負荷為號發(fā)電機組的負荷為P P2 2，增加了，增加了P P2 2；兩臺發(fā)電機組的增量之和為兩臺發(fā)電機組的增量之和為P PL L 。1221PRPR0GfRP22RPf 11RPf 1221PRPR在電力系統(tǒng)中，如果沒有調(diào)節(jié)容量的發(fā)電機，則取該機組的單在電力系統(tǒng)中，如果沒有調(diào)節(jié)容量的發(fā)電機，則取該機組的單位調(diào)節(jié)功率為零。位調(diào)節(jié)功率為零。電力系統(tǒng)中所有機組的調(diào)速器都為有差調(diào)節(jié)，由它們共同承擔電力系統(tǒng)中所有機組的調(diào)速器都為有差調(diào)節(jié)，由它們

7、共同承擔負荷的波動。負荷的波動。WNff - -調(diào)速器不能分辨的最大頻率誤差調(diào)速器不能分辨的最大頻率誤差 Wff1f2fNWWfRPWWWNWWNfffRPPPWPRNwWffRP1WNff而而NwWffRP1f1f2fNWPRf1f2fN 發(fā)電機組的功率發(fā)電機組的功率頻率特性與負荷的功率、頻率特頻率特性與負荷的功率、頻率特性曲線的交點就是電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運行點。性曲線的交點就是電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運行點。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機組、輸電網(wǎng)絡(luò)及負荷組成，如果把輸電電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機組、輸電網(wǎng)絡(luò)及負荷組成，如果把輸電網(wǎng)絡(luò)的功率損耗看成是負荷的一部分，則電力系統(tǒng)功率頻率關(guān)網(wǎng)絡(luò)的功率損耗看成是負荷的一

8、部分，則電力系統(tǒng)功率頻率關(guān)系可簡化為如圖所示。系可簡化為如圖所示。在頻率穩(wěn)態(tài)為在頻率穩(wěn)態(tài)為f 時時:LGTPPP圖圖6.9 6.9 電力系統(tǒng)功率電力系統(tǒng)功率- -頻率特性頻率特性圖圖6.9 6.9 電力系統(tǒng)功率電力系統(tǒng)功率- -頻率特性頻率特性fGGPKf LPKffLLLLPPPKfP GLPPfKfKKPLGL)(上式說明，系統(tǒng)負荷增加時，在發(fā)電機組功頻特性和上式說明，系統(tǒng)負荷增加時，在發(fā)電機組功頻特性和負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下，又達到了新的平衡。負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下，又達到了新的平衡。一方面，負荷增加，頻率下降，發(fā)電機組按照有差調(diào)一方面，負荷增加，頻率下降，發(fā)電機組按照有差調(diào)

9、節(jié)特性增加輸出；節(jié)特性增加輸出；另一方面，負荷實際取用的功率也因頻率下降而有所另一方面，負荷實際取用的功率也因頻率下降而有所減少。減少。GLPPfKPPLLL LGLPKKKf fKPGGfKPfLLrGKKKK 當轉(zhuǎn)速給定裝置推動當轉(zhuǎn)速給定裝置推動D點向點向上移動時，由于機組轉(zhuǎn)速和油上移動時，由于機組轉(zhuǎn)速和油動機活塞的位置尚未來的及變動機活塞的位置尚未來的及變化，化，A,B,C,F各點都不會動。各點都不會動。 這樣，這樣，D點向上移動，就以點向上移動，就以F點點為軸推動為軸推動E點向下移動，引起錯點向下移動，引起錯油門凸肩下移，壓力油進入油油門凸肩下移，壓力油進入油動機活塞下腔，動機活塞下腔

10、，引起閥門引起閥門開度增大，機組轉(zhuǎn)速增加，開度增大，機組轉(zhuǎn)速增加，A點點上移上移,C、F點上移，點上移，E點上移，點上移，直到錯油門完全堵住高壓油入直到錯油門完全堵住高壓油入口，調(diào)節(jié)過程結(jié)束?？?，調(diào)節(jié)過程結(jié)束。顯然調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速升高了。顯然調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速升高了。DLGGLPPKfKf 進一步進行二次調(diào)頻時：進一步進行二次調(diào)頻時：在同步器的作用下，機組的功頻特性上移到在同步器的作用下，機組的功頻特性上移到P PG3G3( f )( f )，運行點也隨之移到運行點也隨之移到6 6點，此時的頻率恢復(fù)為點，此時的頻率恢復(fù)為f fN N ，這樣，這樣就實現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)就實現(xiàn)

11、了無差調(diào)節(jié)。LGPP 0f 結(jié)論結(jié)論2 2：（1 1）在多臺發(fā)電機組并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)中，當負）在多臺發(fā)電機組并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)中，當負荷變化時，配置了調(diào)速器的機組，只要還有可調(diào)的荷變化時，配置了調(diào)速器的機組，只要還有可調(diào)的容量，都毫無例外地按靜態(tài)特性參加頻率的一次調(diào)容量，都毫無例外地按靜態(tài)特性參加頻率的一次調(diào)整。整。（2 2）而頻率的二次調(diào)整一般只是由一臺或少數(shù)幾臺）而頻率的二次調(diào)整一般只是由一臺或少數(shù)幾臺發(fā)電機組發(fā)電機組( (一個或幾個廠一個或幾個廠) )承擔，這些機組承擔，這些機組( (廠廠) )稱為稱為主調(diào)頻機組主調(diào)頻機組( (廠廠) )。16. 0064. 0400100024. 0

12、06. 0250100021RR2211PRPR1112125 . 116. 024. 0PPPRRPLPRP2110005005 . 111PPMWP2002 . 05 . 25 . 01)(3005 . 112MWPP0625. 005. 080010001 . 004. 0400100021RR13. 01000130LR負荷變化量負荷變化量005. 0161013. 01121RRPLSSLSSSSPRR)(21-0.30(Hz)60-0.005f)(70.5930. 0600Hzfff)(5005. 010. 0005. 011MWRP)(8008. 00625. 0005. 022

13、MWRP（1）由于）由于=0，穩(wěn)態(tài)頻率偏差標幺值為：，穩(wěn)態(tài)頻率偏差標幺值為：因此，因此，穩(wěn)態(tài)頻率偏差為：穩(wěn)態(tài)頻率偏差為：新的頻率為：新的頻率為：兩個單元的發(fā)電變化量分別為：兩個單元的發(fā)電變化量分別為：（1）當）當=0.804時，穩(wěn)態(tài)頻率偏差標幺值為：時，穩(wěn)態(tài)頻率偏差標幺值為：00485. 0804. 0161013. 01121RRPLSSLSSSSPRR-21-0.291(Hz)60-0.00485f因此，因此，穩(wěn)態(tài)頻率偏差為：穩(wěn)態(tài)頻率偏差為：)(709.59291. 0600Hzfff新的頻率為：新的頻率為：)(5 .480485. 010. 000485. 011MWRP)(6 .770

14、776. 00625. 000485. 022MWRP兩個單元的發(fā)電變化量分別為：兩個單元的發(fā)電變化量分別為：負荷功率變化：負荷功率變化：）（MW9 . 30039. 0804. 000485. 0一、有差調(diào)頻法一、有差調(diào)頻法 有差調(diào)頻法指系統(tǒng)中的調(diào)頻機組用有差調(diào)頻器并聯(lián)運有差調(diào)頻法指系統(tǒng)中的調(diào)頻機組用有差調(diào)頻器并聯(lián)運行，達到系統(tǒng)調(diào)頻的目的。行，達到系統(tǒng)調(diào)頻的目的。 1、調(diào)頻方程式：、調(diào)頻方程式： 有差調(diào)頻器的穩(wěn)態(tài)工作特性可以用下式表示，有差調(diào)頻器的穩(wěn)態(tài)工作特性可以用下式表示， 即即 f 、Pref調(diào)頻過程結(jié)束時系統(tǒng)頻率的增量與調(diào)頻過程結(jié)束時系統(tǒng)頻率的增量與 調(diào)調(diào) 頻機組有功功率的增量。頻機組

15、有功功率的增量。 R 有差調(diào)頻器的調(diào)差系數(shù)有差調(diào)頻器的調(diào)差系數(shù)0frefPR2、調(diào)頻過程：、調(diào)頻過程： 調(diào)頻器的調(diào)整是向著滿足調(diào)頻方程式的方調(diào)頻器的調(diào)整是向著滿足調(diào)頻方程式的方 向進行的。向進行的。0frefPR3、機組間有功功率的分配：、機組間有功功率的分配： 當系統(tǒng)中有當系統(tǒng)中有 n 臺機組參加調(diào)頻臺機組參加調(diào)頻0f0f0f0fni2211refnrefirefrefPRPRPRPRxnnLRfRRRfPPPP)111(21ref2ref1ref設(shè)系統(tǒng)的負荷增量（即計劃外的負荷）設(shè)系統(tǒng)的負荷增量（即計劃外的負荷）為為PL，則調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，必有，則調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，必有上式也可以寫為上式也可

16、以寫為 ：0fxrefPR)2 , 1()111(21refiniRRRRPRRPniLix則每臺調(diào)頻機組所承擔的計劃外負荷為：則每臺調(diào)頻機組所承擔的計劃外負荷為： 4、優(yōu)缺點：、優(yōu)缺點： （1）各機組同時參加調(diào)頻，沒有先后之分）各機組同時參加調(diào)頻，沒有先后之分 ； （2）計劃外負荷在調(diào)頻機組間是按一定的比）計劃外負荷在調(diào)頻機組間是按一定的比例分配的例分配的 ； （3）頻率穩(wěn)定值的偏差較大。）頻率穩(wěn)定值的偏差較大。 負荷增量越大，頻率的偏差值也就越大。負荷增量越大，頻率的偏差值也就越大。二、主導(dǎo)發(fā)電機法二、主導(dǎo)發(fā)電機法無差調(diào)頻器雖具有頻率偏差值為零的優(yōu)點，但無差調(diào)頻器不能并無差調(diào)頻器雖具有頻率

17、偏差值為零的優(yōu)點，但無差調(diào)頻器不能并聯(lián)運行。為此，聯(lián)運行。為此，只可在一臺主要的調(diào)頻機組上使用無差調(diào)頻器只可在一臺主要的調(diào)頻機組上使用無差調(diào)頻器，而在而在其余的調(diào)頻機組上均只安裝其余的調(diào)頻機組上均只安裝功率分配器功率分配器，這樣的調(diào)頻方法稱，這樣的調(diào)頻方法稱為主導(dǎo)發(fā)電機法。為主導(dǎo)發(fā)電機法。 1、調(diào)頻方程式：、調(diào)頻方程式：)nkkk2k10(f111123112（發(fā)電機）（發(fā)電機，主導(dǎo)發(fā)電機）發(fā)電機refnrefnrefirefirefrefrefrefPPPPPPPP功率分配系數(shù)發(fā)電機的有功增量臺調(diào)頻第-K-irefiiPLP1refP0f)1 (1111irennrefiLPKKPPLxiL

18、nifiPKKPKKKP1111re_14、優(yōu)缺點：、優(yōu)缺點： 1）各調(diào)頻機組間的出力也是按照一定的比例分配）各調(diào)頻機組間的出力也是按照一定的比例分配 的。的。 2）在無差調(diào)頻器為主導(dǎo)調(diào)頻器的主要缺點是各機）在無差調(diào)頻器為主導(dǎo)調(diào)頻器的主要缺點是各機組組 在調(diào)頻過程中的作用有先有后，在調(diào)頻過程中的作用有先有后，缺乏缺乏“同時同時性性”。穩(wěn)態(tài)性能較好，但動態(tài)性能不夠理想。穩(wěn)態(tài)性能較好，但動態(tài)性能不夠理想。0frefPKdtNfff ikIKiIKK1refPdtKPIreff-（2）調(diào)節(jié)過程）調(diào)節(jié)過程10d0tf t10d0tCIPKf t 21d0ttf t2C0dtIPKf t 21C1d0t

19、ItKf tP 即調(diào)頻機組增加有功出力，頻率下降達到某一最低值后，逐步上即調(diào)頻機組增加有功出力，頻率下降達到某一最低值后，逐步上升，直至升，直至t t2 2時刻為止時刻為止. . 43d0ttf t244133CC1C2dddtttIItttPKf tf tPKf tP 即調(diào)頻機組有功出力減小，直至即調(diào)頻機組有功出力減小，直至t t4 4時刻，調(diào)頻機組出力增量又與時刻，調(diào)頻機組出力增量又與計劃外負荷變化相等，調(diào)節(jié)過程又一次結(jié)束。計劃外負荷變化相等，調(diào)節(jié)過程又一次結(jié)束。0f32dttt0f dft1C 12C 2nCd0d0d0iiinkPf tkPf tkPf tCdiIiPKf t (1,2

20、,)in由于各機組的由于各機組的f是相等的。設(shè)系統(tǒng)計劃外負荷為是相等的。設(shè)系統(tǒng)計劃外負荷為PL ，則，則 LC11dnniIiiiPPftK C1I1dniiniiPf tK 式（式（6-38）LCLI1I1iiniiiPPaPKKCdiIiPKf t C1I1dniiniiPftK LC1niiPPCdiIiPKf t C(d )0iiifRPakf t(1,2,)inP PC Ci i第第i i臺機組承擔的功率調(diào)節(jié)量；臺機組承擔的功率調(diào)節(jié)量；R Ri i第第i i臺機組的調(diào)差系數(shù)；臺機組的調(diào)差系數(shù)；i i第第i i 臺機組調(diào)節(jié)功率的分配系數(shù)，臺機組調(diào)節(jié)功率的分配系數(shù)， kk系統(tǒng)功率與頻率的

21、轉(zhuǎn)換系數(shù)；系統(tǒng)功率與頻率的轉(zhuǎn)換系數(shù)；11nii 當系統(tǒng)頻率變化時，按當系統(tǒng)頻率變化時，按ff 啟動的調(diào)速器會啟動的調(diào)速器會使按積差工作的調(diào)頻器先進行使按積差工作的調(diào)頻器先進行大幅度大幅度的調(diào)整的調(diào)整 , ,但不但不會達到額定頻率；會達到額定頻率； 到頻差累積到一定值時，調(diào)頻器會取代調(diào)速器到頻差累積到一定值時，調(diào)頻器會取代調(diào)速器的工作特性，使調(diào)頻按照式（的工作特性，使調(diào)頻按照式（6-386-38）調(diào)節(jié)，使頻率）調(diào)節(jié)，使頻率穩(wěn)定在穩(wěn)定在 f fN N 。C(d )0iiifRPak f t 在調(diào)節(jié)過程結(jié)束時在調(diào)節(jié)過程結(jié)束時f f 必須為零必須為零。計劃外負荷調(diào)節(jié)量計劃外負荷調(diào)節(jié)量:LC11ddnn

22、iiiiPPak f tk f t CdiiPakf t 每臺機組分擔的容量每臺機組分擔的容量：C(d )0iiifRPak f t CLdiiiPakftaP 即即dkf t CdiiPakf t dk f t為了使各調(diào)頻機組所在地測得的為了使各調(diào)頻機組所在地測得的f盡可能一致，避免盡可能一致，避免頻率偏差積分值的差異而造成功率分配上的誤差，所頻率偏差積分值的差異而造成功率分配上的誤差，所以對標準頻率的要求比較高，通常用石英晶體振蕩器以對標準頻率的要求比較高，通常用石英晶體振蕩器經(jīng)分頻后得到。經(jīng)分頻后得到。0d)(.irefitieiPtPfK0)(istieatieiPdtPPfKif0)

23、(iPdtACEaitiepsitiepirefp.eiifffitiep0itieiPfKACE0)(0)(.BrefBtieBBArefAtieAAPdtPfKPdtPfK0)(0)(sBtieaBtieBBBsAtieaAtieAAAPPfKACEPPfKACE0.121nisitieeeneePffff0aBtieaAtiePP一、等微增率分配負荷的基本概念一、等微增率分配負荷的基本概念 微增率微增率是指是指輸入耗量輸入耗量微增量與微增量與輸出功率輸出功率微增量的微增量的比值。比值。 等微增率法則等微增率法則就是運行的發(fā)電機組按微增率相等就是運行的發(fā)電機組按微增率相等的原則來分配負荷，

24、這樣就可使系統(tǒng)總的燃料消的原則來分配負荷，這樣就可使系統(tǒng)總的燃料消耗（或費用）為最小。耗（或費用）為最小。 對應(yīng)于某一輸出功率時的微增率就是耗量特性對應(yīng)于某一輸出功率時的微增率就是耗量特性曲線上對應(yīng)于該功率點切線的斜率，即曲線上對應(yīng)于該功率點切線的斜率，即 b耗量微增率（或簡稱微增率）；耗量微增率（或簡稱微增率）； F輸入耗量微增量輸入耗量微增量P輸出功率微增量輸出功率微增量小。時，總的燃料消耗為最當21bb 數(shù)學(xué)推導(dǎo)：數(shù)學(xué)推導(dǎo)： 設(shè)有設(shè)有n臺機組，臺機組，每臺機組承擔的負荷為每臺機組承擔的負荷為P1，P2， ，Pn， 對應(yīng)的燃料消耗為對應(yīng)的燃料消耗為F1，F(xiàn)2， ，F(xiàn)n， 則總的燃料消耗為：

25、則總的燃料消耗為：而總負荷功率而總負荷功率PL為為：用拉格朗日乘子法則來求解：用拉格朗日乘子法則來求解：取拉格朗日方程取拉格朗日方程這里功率平衡就是相應(yīng)的約束條件，即這里功率平衡就是相應(yīng)的約束條件，即（3-31）使總?cè)剂舷淖钚〉臈l件是（使總?cè)剂舷淖钚〉臈l件是（3-31）式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零。）式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零。即即因因PL是常數(shù)，同時各機組的輸出功率又是相互無關(guān)的，所以是常數(shù)，同時各機組的輸出功率又是相互無關(guān)的，所以或或 設(shè)每臺機組都是獨立的，那么每臺機組燃料消耗設(shè)每臺機組都是獨立的，那么每臺機組燃料消耗只與本身的輸出功率有關(guān)。只與本身的輸出功率有關(guān)。 因此，上式可寫成：因此，上式可寫

26、成：由此可得由此可得 ： 結(jié)論：發(fā)電廠內(nèi)并聯(lián)運行機組的經(jīng)濟調(diào)度準則為：結(jié)論：發(fā)電廠內(nèi)并聯(lián)運行機組的經(jīng)濟調(diào)度準則為：各機組運各機組運行時微增率行時微增率b1,b2, ,bn相等，并等于全廠的微增率相等，并等于全廠的微增率。圖圖3-16為發(fā)電廠內(nèi)為發(fā)電廠內(nèi)n臺機組按等微增率運行分配負荷時的臺機組按等微增率運行分配負荷時的示意圖示意圖。二、發(fā)電廠之間負荷的經(jīng)濟分配（考慮網(wǎng)損時）二、發(fā)電廠之間負荷的經(jīng)濟分配（考慮網(wǎng)損時） 設(shè)有設(shè)有n個發(fā)電廠，個發(fā)電廠， 每個電廠承擔的負荷分別為每個電廠承擔的負荷分別為P1，P2， ，Pn， 相應(yīng)的燃料消耗為相應(yīng)的燃料消耗為F1，F(xiàn)2， ，F(xiàn)n， 則全系統(tǒng)總的燃料消耗為

27、：則全系統(tǒng)總的燃料消耗為：總的發(fā)電功率與總負荷總的發(fā)電功率與總負荷PL及線損及線損Pe相平衡，即相平衡，即拉格朗日方程為：拉格朗日方程為：上式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零，得：上式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零，得： 結(jié)論：在考慮線損條件下，負荷經(jīng)濟分配的準則結(jié)論：在考慮線損條件下，負荷經(jīng)濟分配的準則是是每個電廠的微增率與相應(yīng)的線損修正系數(shù)的乘每個電廠的微增率與相應(yīng)的線損修正系數(shù)的乘積相等。積相等。為了求得各電廠的微增率為了求得各電廠的微增率bi，必須計算出線損，必須計算出線損Pe（一般事先（一般事先根據(jù)運行工況而選定的線損系數(shù)求得），然后算出各電廠的根據(jù)運行工況而選定的線損系數(shù)求得），然后算出各電廠的線損微增率線

28、損微增率i，即，即在在和和i已知后，就可求出已知后，就可求出bi，即，即調(diào)頻電廠按（調(diào)頻電廠按（3-42）式運行是最經(jīng)濟的負荷分配方案）式運行是最經(jīng)濟的負荷分配方案三、自動發(fā)電控制（三、自動發(fā)電控制（AGC/EDC功能）功能）（一）概述（一）概述電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，一般分為三種情況電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，一般分為三種情況:1、由同步發(fā)電機的調(diào)速器實現(xiàn)的控制、由同步發(fā)電機的調(diào)速器實現(xiàn)的控制（一次調(diào)整，（一次調(diào)整，10S）；2、由自動發(fā)電控制（簡稱、由自動發(fā)電控制（簡稱AGC，即英文，即英文Automatic Generation Control的縮寫）的縮寫）（二次調(diào)整，（二次調(diào)整，10S3

29、min）；（以控制發(fā)電機組輸出功率來適應(yīng)負荷波動的反饋控制。以控制發(fā)電機組輸出功率來適應(yīng)負荷波動的反饋控制。）3、按照經(jīng)濟調(diào)度（簡稱、按照經(jīng)濟調(diào)度（簡稱EDC，即英文，即英文Economic Dispatch Control）（三次調(diào)整，（三次調(diào)整，3min） （在保證頻率質(zhì)量和系統(tǒng)安全運行前提下、如何使電力系統(tǒng)在保證頻率質(zhì)量和系統(tǒng)安全運行前提下、如何使電力系統(tǒng)運行具合良好的經(jīng)濟性，這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制。運行具合良好的經(jīng)濟性，這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制。）（二）（二） 自動發(fā)電控制的基本原理自動發(fā)電控制的基本原理單臺發(fā)電機組的單臺發(fā)電機組的AGC系統(tǒng)系統(tǒng)2、具有多臺發(fā)電機的、具有多臺發(fā)電

30、機的AGC系統(tǒng)系統(tǒng)G1、G2、G3為發(fā)電機組；為發(fā)電機組；ACE稱為區(qū)域控制誤差稱為區(qū)域控制誤差，用用來根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差以及輸來根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差以及輸電線路功率偏差來確定輸出電線路功率偏差來確定輸出控制信號；控制信號；負荷分配器負荷分配器根據(jù)輸入的控制根據(jù)輸入的控制信號大小并且根據(jù)等微增率信號大小并且根據(jù)等微增率準則或其他原則來控制各臺準則或其他原則來控制各臺發(fā)電機輸出功率的大小。發(fā)電機輸出功率的大小。（三）自動發(fā)電控制系統(tǒng)的基本任務(wù)和目標：（三）自動發(fā)電控制系統(tǒng)的基本任務(wù)和目標： 使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率相匹配；使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率相匹配； 將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)

31、整控制到零，保持系統(tǒng)將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；頻率為額定值； 控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，以控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，以實現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)有功功率和負荷功率的平衡；實現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)有功功率和負荷功率的平衡； 在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進行負荷的經(jīng)濟分配。在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進行負荷的經(jīng)濟分配。（四）自動發(fā)電控制系統(tǒng)的組成：四）自動發(fā)電控制系統(tǒng)的組成：（1）負荷分配器）負荷分配器 作用：根據(jù)電力系統(tǒng)頻率和其它有關(guān)測量信號，按照一作用：根據(jù)電力系統(tǒng)頻率和其它有關(guān)測量信號，按照一定的調(diào)節(jié)控制準則確定各發(fā)電機組的最佳設(shè)定輸出功率。定的調(diào)節(jié)控制準則確定各發(fā)

32、電機組的最佳設(shè)定輸出功率。 （2）發(fā)電機組控制器）發(fā)電機組控制器經(jīng)濟負荷分配（經(jīng)濟負荷分配（EDC）每隔五分鐘修改一次）每隔五分鐘修改一次Pbi和和i值，以值，以適應(yīng)經(jīng)濟調(diào)度的要求。適應(yīng)經(jīng)濟調(diào)度的要求。各臺發(fā)電機組的設(shè)定調(diào)整功率按以下公式分配：各臺發(fā)電機組的設(shè)定調(diào)整功率按以下公式分配： 有時為了增大加到發(fā)電機組上的誤差信號信息，可有時為了增大加到發(fā)電機組上的誤差信號信息，可以使用一個或者多個附加的負荷分配回路，如圖以使用一個或者多個附加的負荷分配回路，如圖3-19所示。所示。 這樣的附加分配回路可以用一個分配系數(shù)這樣的附加分配回路可以用一個分配系數(shù)i來表示，來表示，但它與按經(jīng)濟調(diào)度調(diào)整負荷的但

33、它與按經(jīng)濟調(diào)度調(diào)整負荷的“分配系數(shù)分配系數(shù)i”不同，不同，它不受經(jīng)濟調(diào)度的約束，它不受經(jīng)濟調(diào)度的約束， 所以稱為調(diào)整分配。所以稱為調(diào)整分配。 自動發(fā)電控制（自動發(fā)電控制（AGC）的分配方式為：）的分配方式為：當當ACE=0，負荷按經(jīng)濟調(diào)度（，負荷按經(jīng)濟調(diào)度（EDC）分配；）分配；當當ACE0，ACE功率按功率按 (i+i)分配。分配。（五）自動發(fā)電控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)：（五）自動發(fā)電控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)：（六）互聯(lián)電力系統(tǒng)的（六）互聯(lián)電力系統(tǒng)的AGC控制控制N滿足：滿足： 地區(qū)間規(guī)定的凈交換功率地區(qū)間規(guī)定的凈交換功率 PA+PB+ PC 保持本系統(tǒng)的頻率為額定值。保持本系統(tǒng)的頻率為額定值。“輪輪”

34、 ：計算點：計算點f1、f2 fn 點點1：系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額；：系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額； 點點2：頻率下降到頻率下降到f1，第一輪繼電器起動，經(jīng)一定時間，第一輪繼電器起動，經(jīng)一定時間t1 點點3：斷開一部分用戶，：斷開一部分用戶，這就是第一次對功率缺額進行的計算。這就是第一次對功率缺額進行的計算。點點3-4：如果功率缺額比較大，如果功率缺額比較大，第一次計算不能求到系統(tǒng)有功第一次計算不能求到系統(tǒng)有功功率缺額的數(shù)值，那么頻率還功率缺額的數(shù)值，那么頻率還會繼續(xù)下降，會繼續(xù)下降，很顯然由于切除了一部分負荷，很顯然由于切除了一部分負荷，功率缺額已經(jīng)減小，所有頻率功率缺額已經(jīng)減小，所有

35、頻率將按將按3-4的曲線而不是的曲線而不是3-3曲線曲線繼續(xù)下降。繼續(xù)下降。 點點4：當頻率下降到當頻率下降到f2時時，ZPJH的第二輪頻率繼電器啟動，的第二輪頻率繼電器啟動， 經(jīng)一定時間經(jīng)一定時間t2后后 ，點點5：又斷開了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。：又斷開了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。點點5-6：系統(tǒng)有功功率缺額得到補償。頻率開始沿：系統(tǒng)有功功率缺額得到補償。頻率開始沿56曲線回升，最后穩(wěn)曲線回升，最后穩(wěn)定在定在f2()。 逐次逼近：進行一次次的計算，直到找到系統(tǒng)功率缺額的數(shù)值（同時也逐次逼近：進行一次次的計算，直到找到系統(tǒng)功率缺額的數(shù)值（同時也斷開了相應(yīng)的用戶）。即系統(tǒng)頻率重新穩(wěn)定

36、下來或出現(xiàn)回升時，這個過斷開了相應(yīng)的用戶）。即系統(tǒng)頻率重新穩(wěn)定下來或出現(xiàn)回升時，這個過程才會結(jié)束。程才會結(jié)束。 1、保證在系統(tǒng)發(fā)生最大可能的功率缺額時，也能斷開相應(yīng)的、保證在系統(tǒng)發(fā)生最大可能的功率缺額時，也能斷開相應(yīng)的用戶，避免系統(tǒng)的瓦解，使頻率趨于穩(wěn)定。用戶，避免系統(tǒng)的瓦解，使頻率趨于穩(wěn)定。 2、對系統(tǒng)中可能發(fā)生的最大功率缺額應(yīng)作具體分析：、對系統(tǒng)中可能發(fā)生的最大功率缺額應(yīng)作具體分析：有的按有的按系統(tǒng)中斷開最大容量的機組來考慮；有的要按斷開發(fā)電廠高系統(tǒng)中斷開最大容量的機組來考慮；有的要按斷開發(fā)電廠高壓母線來考慮等。壓母線來考慮等。 3、系統(tǒng)功率最大缺額確定以后，就可以考慮接于減負荷裝置、系統(tǒng)

37、功率最大缺額確定以后，就可以考慮接于減負荷裝置上的負荷的總數(shù)。上的負荷的總數(shù)。要求恢復(fù)頻率要求恢復(fù)頻率fhf可以低于額定頻率可以低于額定頻率。 4、考慮到負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，、考慮到負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，接于減負荷裝置上的負荷總功率接于減負荷裝置上的負荷總功率PJH可以比最大功率缺額可以比最大功率缺額Pqe小些。小些。根據(jù)負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)公式根據(jù)負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)公式可以得到可以得到 PJH接于減負荷裝置上的負荷總功率接于減負荷裝置上的負荷總功率Pqe最大功率缺額。最大功率缺額。(3-47)1、第一級動作頻率、第一級動作頻率一般的一級啟動頻率整定在一般的一級啟動頻率整定在49Hz。2、最后一輪的動作頻率、最后

38、一輪的動作頻率自動減負荷裝置最后一輪的動作頻率最好不低于自動減負荷裝置最后一輪的動作頻率最好不低于4646.5Hz。（大型機組應(yīng)大于等于（大型機組應(yīng)大于等于48Hz）3、前后兩級動作的頻率間隔、前后兩級動作的頻率間隔前后兩級動作的時間間隔是受頻率測量元件的動作誤前后兩級動作的時間間隔是受頻率測量元件的動作誤差和開關(guān)固有跳閘時間限制的。差和開關(guān)固有跳閘時間限制的。在最大恢復(fù)頻率在最大恢復(fù)頻率f hf max i與最小恢復(fù)頻率與最小恢復(fù)頻率f hf min i之間。之間。2、可以認為（、可以認為（f hf max i f hf min i ）是正比于）是正比于ZPJH第第i次的計算誤差的。次的計算誤差的。3、當、當ZPJH動作后，可能出現(xiàn)的最大誤差為最小時，動作后，可能出現(xiàn)的最大誤差為最小時，ZPJH就具有最高的就具有最高的選擇性。選擇性。4、f hf min i 事實上等于特殊輪的動作頻率事實上等于特殊輪的動作頻率f dz ts 5、一般情況下，各輪的、一般情況下，各輪的f hf max i是不同的，而是不同的，而ZPJH的最終計算誤差則應(yīng)的最終計算誤差則應(yīng)按其中最大的計算。根據(jù)極值原理，顯而易見，要使按其中最大的計算。根據(jù)極值原理，顯而易見，要使ZPJH裝置