電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)

電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)第1頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電力系統(tǒng)的頻率特性一、概述

頻率是電能質(zhì)量的重要指標之一。電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)條件下的頻率f是全系統(tǒng)一致的運行參數(shù)

忽略機組內(nèi)部損耗時：如果由于負荷的突然變動，使發(fā)電機組的輸出功率增加則：

機組的輸入功率小于負荷要求功率，為了保持平衡，機組把轉(zhuǎn)子的一部分動能轉(zhuǎn)化成電功率，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低，系統(tǒng)的頻率下降。第2頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電力系統(tǒng)的頻率特性

頻率變化是由于系統(tǒng)負荷與原動機輸入功率之間失去平衡所致。調(diào)頻與有功功率調(diào)節(jié)密不可分。

電力系統(tǒng)負荷不斷變化，原動機輸入功率變化緩慢，頻率波動在所難免。電力系統(tǒng)運行的主要任務(wù)之一，就是對頻率進行監(jiān)視和控制。當系統(tǒng)機組輸入功率與負荷功率失去平衡而使頻率偏離額定值時，控制系統(tǒng)必須調(diào)節(jié)機組的出力，保證頻率偏移在允許范圍之內(nèi)：一般偏差不超過±0.2Hz，有些地區(qū)為±0.1Hz機組的動能第3頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月二電力系統(tǒng)負荷的功率—頻率特性

當系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變,這種有功負荷隨頻率而改變的特性叫做負荷的功率—頻率特性。與頻率變化無關(guān)的負荷，如照明、電弧爐、電阻爐、整流負荷等；與頻率成正比的負荷，如切削機床、球磨機、往復(fù)式水泵、壓縮機、卷揚機等；與頻率的二次方成比例的負荷，如變壓器中的渦流損耗，但這種損耗在電網(wǎng)有功損耗中所占比重較小;與頻率的三次方成比例的負荷，如通風(fēng)機、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等;與頻率的更高次方成比例的負荷，如靜水頭阻力很大的給水泵等。電力系統(tǒng)中各種有功負荷與頻率的關(guān)系，可以歸納為以下幾類，第4頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月負荷的功率—頻率特性一般表達式一般情況下，取到三次方即可。負荷的組成和性質(zhì)確定后，負荷靜態(tài)頻率特性也確定。第5頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)負荷的功率-頻率特性

負荷的靜態(tài)頻率特性：頻率下降時，負荷功率也下降到；頻率上升時，負荷功率也上升到。系統(tǒng)功率失去平衡時，系統(tǒng)負荷也參與了調(diào)節(jié)作用。系統(tǒng)的負荷隨頻率下降的負荷特性有利于系統(tǒng)中有功功率在另一頻率下重新平衡，這種現(xiàn)象稱為負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)。fPLfNfbPLNPLbab負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)第6頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月負荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性簡化表達在電力系統(tǒng)運行中，允許頻率變化的范圍是很小的，有功負荷－頻率靜態(tài)特性用一條近似直線來表示。是系統(tǒng)調(diào)度部門要求掌握的實測數(shù)據(jù)，取值范圍在1~3之間。取決于負荷的性質(zhì)，與各類負荷所占的比例有關(guān)。第7頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月例5-1某電力系統(tǒng)中,與頻率無關(guān)的負荷占30％,與頻率一次方成

比例的負荷占40％,與頻率二次方成比例的負荷占10％,與

頻率三次方成比例的負荷占20％.試求當系統(tǒng)頻率由50HZ

下降到47HZ時,負荷功率變化的百分數(shù)及其相應(yīng)的KL*的大小.解:由公式可以求出頻率下降到47HZ時系統(tǒng)的負荷為:PL*＝

a0+a1f*+a2f*2+a3f*3=0.3+0.4×0.94+0.1×0.942+0.2×

0.943=0.93則

Δ

PL%=(1-0.93)

×100%=7%

Δ

f%=(1-47

/

50)

×100%=6%

于是

KL*=ΔPL*%

/

Δf*%=

7

/

6

=1.17第8頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月例5-2某電力系統(tǒng)總有功負荷為3200MW(包括電網(wǎng)的有功

損耗),系統(tǒng)的頻率為50HZ,若KL*=1.5,試求KL.解

由式(4-8)可得KL

=

KL*

×(

PLN/

fN)

=

1.5

×

(

3200

/

50

)

=

96

(

MW

/

HZ

)若系統(tǒng)負荷增長到3650MW時,則有KL

=

1.5

×

(

3650

/

50

)

=

109.5

(

MW

/

HZ

)*

由此可知,

KL的數(shù)值與系統(tǒng)的負荷大小有關(guān).

第9頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月三、發(fā)電機組的功率——頻率特性第10頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月三、發(fā)電機組的功率——頻率特性（一）發(fā)電機的功率-頻率特性

發(fā)電機轉(zhuǎn)矩方程：

功率方程：

無調(diào)速器時，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都為額定值，輸出功率最大值。P*M*ω*f*PG*MG*1.01.0第11頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月三、發(fā)電機組的功率——頻率特性（一）發(fā)電機的功率-頻率特性但發(fā)電機配置調(diào)速器后，隨著轉(zhuǎn)速的變動，不斷調(diào)節(jié)進氣量，使原動機的運行點從一條靜態(tài)特性曲線向另一條靜態(tài)特性曲線過渡。Pf1233’a’a”a”’第12頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月有調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)電機功率-頻率特性：功率調(diào)整時，頻率有變化，為有差調(diào)節(jié)特性。特性曲線的斜率為：標么化：或PGfPGbPGaΔPGΔfabfNf1第13頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）調(diào)差特性與機組間有功功率分配的關(guān)系兩機組間的功率增量分配P1P2fABCfNP1P2P1’P2’ΔP1ΔP2ΣPLΣP’f1發(fā)電機的功率增量用用各自的標幺值表示時，在發(fā)電機組間的功率分配與機組的調(diào)差系數(shù)成反比。調(diào)差系數(shù)小的的機組承擔的負荷增量標幺值較大，調(diào)差系數(shù)大的的機組承擔的負荷增量標幺值較小。第15頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月對沒有調(diào)節(jié)容量的機組(調(diào)差系數(shù)趨于無限大)應(yīng)以PiN／Ri*為零代入；多臺機組調(diào)差系數(shù)等于零是不能并聯(lián)運行的；一臺機組的調(diào)差系數(shù)等于零與多臺有差調(diào)節(jié)機組的并列運行是不現(xiàn)實的。在電力系統(tǒng)中，所有機組的調(diào)速器都為有差調(diào)節(jié)，由它們共同承擔負荷的波動。幾點注意第17頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月(三）調(diào)節(jié)特性的失靈區(qū)失靈度fP

fW

fW

PW

PWfNPN過小的調(diào)差系數(shù)會引起較大的功率分配誤差。為避免系統(tǒng)在頻率微小波動時動作，會人為加不靈敏區(qū)。汽輪發(fā)電機組的不靈敏區(qū)為0.1%--0.5%水輪發(fā)電機組的不靈敏區(qū)為0.1%--0.7%調(diào)速器的最大頻率呆滯機組的最大誤差功率調(diào)速器的頻率調(diào)節(jié)特性是條帶子，導(dǎo)致并聯(lián)運行的發(fā)電機組間有功功率分配產(chǎn)生誤差。第18頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性

電力系統(tǒng)由發(fā)電機、輸電網(wǎng)絡(luò)、負荷組成。系統(tǒng)頻率特性是由負荷頻率特性和發(fā)電機頻率特性共同形成的。第19頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性負荷的功率--頻率特性和發(fā)電機組的功率---頻率特性的交點就是電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運行點。無調(diào)速有調(diào)速到狀態(tài)b，PL未變，PG沒增加到狀態(tài)c，再調(diào)可以到狀態(tài)dPfPL=f(f)PL1=f(f)aPLfNbdPL1ΔPLcPL2f3f2ΔPL1ΔPL2PG=f(f)調(diào)速器的調(diào)節(jié)作用被稱為一次調(diào)節(jié)。

第20頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)的頻率特性思考題1已知：某電力系統(tǒng)，，當PL=3000MW時，fN=50Hz。求負荷增加120MW時，系統(tǒng)調(diào)速后的運行點。第21頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)調(diào)速器原理

機械液壓調(diào)速器：將轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)變成離心飛擺的位移量。電氣液壓調(diào)速器：將轉(zhuǎn)速的變化變成電信號。調(diào)速器通常分為比例積分(PI)調(diào)速器比例—積分—微分(PID)調(diào)速器按其控制規(guī)律來劃分電液調(diào)速系統(tǒng)的靈敏度高，調(diào)節(jié)速度快。并有較高的調(diào)節(jié)精度，特別是當機組甩負荷后，能穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速運行；易實現(xiàn)多種控制信號的綜合控制；參數(shù)的調(diào)節(jié)靈活；省去結(jié)構(gòu)復(fù)雜的飛擺機構(gòu)，運行維護方便。電液式與機械式比較有以下優(yōu)點：第22頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月一機械液壓調(diào)速器1工作原理第23頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月2調(diào)速系統(tǒng)框圖

第24頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月3轉(zhuǎn)速給定裝置調(diào)節(jié)過程4機組靜特性平行移動第25頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)速給定裝置調(diào)節(jié)過程ACBDFEACBDFEACBDFEACBDFE第26頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月二功率—頻率電液調(diào)速器

第27頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月1轉(zhuǎn)速測量A磁阻發(fā)送器磁阻發(fā)送器的作用是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的電壓信號。它由齒輪和測速磁頭兩部分組成，齒輪與主軸聯(lián)在一起。測速磁頭由永久磁鐵和線圈組成，且與齒輪相距一定間隙

。當汽輪機轉(zhuǎn)動時帶動齒輪一起旋轉(zhuǎn)。測速磁頭所對的齒頂及齒槽交替地變化，這種磁阻的變化導(dǎo)致通過測速磁頭磁通的相應(yīng)變化，于是在線圈中感應(yīng)出微弱的脈動信號，該信號的頻率與機組轉(zhuǎn)速成正比。第28頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月B頻率—電壓變送器頻率—電壓變送器的輸出特性

工作波形方框圖第29頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月頻率—電壓變送器的工作波形

第30頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月2功率測量B3421將發(fā)電機的有功功率轉(zhuǎn)換成與之成正比的直流電壓，即有功功率變送器。第31頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月UGEHTBiTAic第32頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月3轉(zhuǎn)速和功率給定環(huán)節(jié)

轉(zhuǎn)速和功率給定環(huán)節(jié)用高精度穩(wěn)壓電源供電的精密多轉(zhuǎn)電位器構(gòu)成。其輸出電壓值即可表示給定轉(zhuǎn)速或功率，多轉(zhuǎn)電位器由控制電機帶動，以適應(yīng)當?shù)鼗蜻h方控制的需要。

4電液轉(zhuǎn)換及液壓系統(tǒng)電液轉(zhuǎn)換器把調(diào)節(jié)量由電量轉(zhuǎn)換成非電量油壓。液壓系統(tǒng)由繼動器、錯油門和油動機組成。

5調(diào)速器的工作

第33頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月三數(shù)字式電液調(diào)速器控制電路部分的功能用微機實現(xiàn)。

第34頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月控制電路的功能通過微機實現(xiàn)。調(diào)速器的調(diào)節(jié)規(guī)律由計算機實現(xiàn)。主機根據(jù)采集到的實時信息，按預(yù)先確定的控制規(guī)律進行調(diào)節(jié)量計算，計算結(jié)果經(jīng)過D/A變換輸出去控制電/液壓轉(zhuǎn)換，再由液壓伺服系統(tǒng)控制原動機的輸入功率，完成調(diào)速或調(diào)頻的任務(wù)。第35頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其特性一調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

1調(diào)速器的傳遞函數(shù)

傳遞函數(shù)是分析調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能的重要工具，電力系統(tǒng)的頻率和有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要是由調(diào)速器、發(fā)電機與原動機和電網(wǎng)環(huán)節(jié)組成，傳遞函數(shù)分別討論如下：調(diào)速器的輸出量表達為給定值和頻率兩輸入量間的關(guān)系。第36頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月1調(diào)速器的傳遞函數(shù)

調(diào)速器的傳遞函數(shù)表示了原動機調(diào)節(jié)量與控制指令信號及系統(tǒng)頻率間的動態(tài)特性。

第37頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單的汽輪機的傳遞函數(shù)

再熱式汽輪機的傳遞函數(shù)

水輪機的傳遞函數(shù)

2原動機的傳遞函數(shù)氣閥位置的改變導(dǎo)致進氣量的改變,使汽輪機輸入功率變動,因而引起發(fā)電機功率變化.第38頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月3汽輪機發(fā)電機組的傳遞函數(shù)

F(s)

PT(s)

Pc(s)

XB(s)Gn(s)GT(s)+-

F(s)

PT(s)

Pc(s)GnT(s)+-KnKT=1調(diào)速器汽輪機第39頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大而且互聯(lián)，即一個地區(qū)的電力系統(tǒng)與另一個地區(qū)的電力系統(tǒng)相互連接起來構(gòu)成更大的系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)的頻率和功率調(diào)節(jié)以地區(qū)系統(tǒng)為基礎(chǔ)作為控制區(qū)，把每個控制區(qū)作為一個等效的同步發(fā)電機群來進行調(diào)節(jié)。現(xiàn)在來研究一個通過聯(lián)絡(luò)線路與其他控制區(qū)相互連接的控制區(qū)i的一次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。4單區(qū)域系統(tǒng)、電網(wǎng)部分(發(fā)電機、負荷及聯(lián)絡(luò)線）控制區(qū)3控制區(qū)2控制區(qū)1控制區(qū)i第40頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機組動能提供的功率增量；負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)而引起的負荷功率變化；聯(lián)絡(luò)線上功率的變化。4單區(qū)域系統(tǒng)、電網(wǎng)部分(發(fā)電機、負荷及聯(lián)絡(luò)線）控制區(qū)3控制區(qū)2控制區(qū)1控制區(qū)i負荷變化與發(fā)電機組輸入功率變化的差值：

假設(shè)在控制區(qū)i中，突然有一個量值為的負荷變化，由于調(diào)速器的作用，這個區(qū)域頻率變化為，發(fā)電機組的輸入功率相應(yīng)變化了

第41頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月功率平衡關(guān)系式（有名值）第42頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

Pti(s)

Fi(s)+-+-+-+++

F3(s)

F2(s)

F1(s)聯(lián)絡(luò)線功率增量框圖聯(lián)絡(luò)線功率增量關(guān)系式第43頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

PLi(s)

PTi(s)Gpi(s)

Pti(s)

Fi(s)--+功率平衡式的框圖第44頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

PLi(s)

PTi(s)Gpi(s)

Pti(s)

Fi(s)--+

F(s)

Pc(s)

PL(s)GnT(s)Gp(s)+-

PT(s)+-5單區(qū)域的閉環(huán)調(diào)節(jié)框圖(不考慮互聯(lián)系統(tǒng))

F(s)

PT(s)

Pc(s)GnT(s)+-第45頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

F(s)

Pc(s)

PL(s)GnT(s)Gp(s)+-

PT(s)+-

Pti(s)

Fi(s)+-+-+-+++

F3(s)

F2(s)

F1(s)6與其他系統(tǒng)相聯(lián)的控制區(qū)域i的閉環(huán)框圖

第46頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月二電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)特性

1單區(qū)域電網(wǎng)的頻率特性

F(s)

Pc(s)

PL(s)GnT(s)Gp(s)+-

PT(s)+-討論電網(wǎng)中發(fā)電機組在調(diào)速器工作情況下，即一次調(diào)頻時電網(wǎng)的頻率特性。不加控制，控制功率

Pc(s)為0。第47頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月算例：系統(tǒng)總額定容量PN=2000MW正常運行的負荷PL=1000MW慣性常數(shù)H=5s調(diào)差系數(shù)R*=4.8%負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL*=0.5

F(s)

PL(s)GnT(s)Gp(s)-

PT(s)+-第48頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)功率頻率特性系數(shù)

A靜態(tài)特性

F(s)

PL(s)GnT(s)Gp(s)-

PT(s)+-第49頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月B動態(tài)特性第51頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月總的閉環(huán)系統(tǒng)的時間常數(shù)只有0.4687s，比表征電廠本身的時間常數(shù)TP(為20s)要小得多，這主要是由于閉環(huán)系統(tǒng)中的反饋所起的作用(即調(diào)速器的作用)；減小R值使

增大，可以減小穩(wěn)態(tài)頻率偏差；當計及Tn、TT時，

f隨時間變化曲線不是純指數(shù)型的，在初期出現(xiàn)了振蕩、開始時形成一個較大的瞬時頻率降落；算例中，當負荷變化20Mw時、頻率降落為0.0234Hz，如果長期存在會引起較大的累計頻率偏差，這是不允許的。

12345

f=0.0234Hz

f(Hz)Tn=TT=0Tn=0.08sTT=0.3st(s)第52頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月總之，增加的20MW負荷功率是由三部分來平衡的，即系統(tǒng)動能供給的功率，發(fā)電機增加的輸入功率以及負荷少吸收的功率，在開始瞬間，后兩項為零，隨著頻率降低，它們就逐漸增大，最后在一個較低的頻率下穩(wěn)定運行。此時，動能已不再供給功率，20MW的負荷增量僅由后兩項來供給。

發(fā)電機增加的功率為負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)引起負荷功率的變化為第53頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，大系統(tǒng)在運行方面具有許多優(yōu)點。在負荷發(fā)生突然變化后，開始時負荷增加的功率是由系統(tǒng)的動能供給的。系統(tǒng)越大，它所儲備的動能越多，能供給的功率就越大。例如一個1000MW的系統(tǒng)，突然失去300MW的容量，在單獨運行情況下，將會造成災(zāi)難性的事故。其頻率將下降很多，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)解列，造成大面積停電。如果這一系統(tǒng)是容量為100000MW的大系統(tǒng)的一部分，同樣失去300MW的容量，頻率下降很少，由于調(diào)速器的作用，很快就可以恢復(fù)。2多區(qū)域電網(wǎng)的頻率特性

第54頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

Pc1(s)

F1(s)

PL1(s)GnT1(s)Gp1(s)+-

PT1(s)+-

F2(s)

Pc2(s)

PL2(s)GnT2(s)Gp2(s)+-

PT2(s)+-+-二區(qū)域系統(tǒng)的控制框圖第55頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)兩區(qū)域具有相同的參數(shù)，即假設(shè)每個區(qū)域的負荷突然增加一個階躍值由此可見：1、控制區(qū)2中增加的負荷是由兩個控制區(qū)域共同承擔的，其中50%的負荷增量由區(qū)域1通過聯(lián)絡(luò)線供給。2、負荷變化時，兩區(qū)域控制系統(tǒng)的頻率偏差比單一孤立系統(tǒng)時的頻率偏差減小一半。聯(lián)合調(diào)頻的優(yōu)越性，比單區(qū)域系統(tǒng)調(diào)節(jié)好。300MW的容量第56頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)電力系統(tǒng)自動調(diào)頻一概述電力系統(tǒng)中的所有發(fā)電機組均裝有調(diào)速器，如系統(tǒng)負荷發(fā)生變化，則每臺發(fā)電機的調(diào)速器都將反應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化，自動地調(diào)節(jié)進汽(水)閥門的開度，改變機組出力，使有功功率重新達到平衡。這就是頻率的一次調(diào)整。

手動或自動改變功率給定值，利用同步器平移機組調(diào)節(jié)特性對系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)就是頻率的二次調(diào)整。手動調(diào)頻

自動調(diào)頻第57頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月帶基本負荷的發(fā)電廠調(diào)峰廠（負荷變動部分）調(diào)頻廠（計劃外負荷）主導(dǎo)發(fā)電機法同步時間法（積差調(diào)節(jié)法）聯(lián)合電力系統(tǒng)調(diào)頻二自動調(diào)頻方式第58頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月當負荷變動系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，調(diào)頻電廠中主導(dǎo)發(fā)電機組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)首先動作，改變主導(dǎo)機組的功率，力圖維持系統(tǒng)頻率恒定。這時，由于主導(dǎo)機組的功率變化，協(xié)助調(diào)頻的其它機組也隨之作相應(yīng)的功率調(diào)整，力圖使它們的調(diào)節(jié)功率與主導(dǎo)機組的調(diào)節(jié)功率間維持給定的比例關(guān)系。在調(diào)節(jié)過程中，主導(dǎo)機組按系統(tǒng)頻率不斷地調(diào)節(jié)，協(xié)助調(diào)頻機組也跟隨主導(dǎo)機進行調(diào)節(jié)，直到系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定值，協(xié)助調(diào)頻機組與主導(dǎo)機組的調(diào)節(jié)功率符合給定比例時為止。這時系統(tǒng)中不參加調(diào)頻的其余機組的功率維持不變，計劃外負荷的變動全部由調(diào)頻機組承擔。（一）主導(dǎo)發(fā)電機法第59頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月A

單機積差調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方程調(diào)頻過程B

多臺機組的積差調(diào)節(jié)（二）積差調(diào)節(jié)法指調(diào)頻系統(tǒng)按頻率偏差的時間積分值進行調(diào)節(jié)。

第60頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月C

改進的積差調(diào)節(jié)法D

集中制與分散制調(diào)頻

第61頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月維持系統(tǒng)頻率為額定值，在正常穩(wěn)態(tài)情況下，其頻率偏差在0.05一0.2Hz范圍內(nèi)；控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各地區(qū)有功功率的就地平衡；在安全運行前提下，所管轄系統(tǒng)范圍內(nèi)，機組間負荷實現(xiàn)經(jīng)濟分配。三聯(lián)合電力系統(tǒng)調(diào)頻A任務(wù)恒定頻率控制FFC(FlatFrequencyControl)

恒交換功率控制FTC(FlatTie-LineControl)

頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC(TielineloadfrequencyBiasControl)B

聯(lián)合電力系統(tǒng)的調(diào)頻方式第62頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月C

頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC

PGA

PLAKA

PGB

PLBKB

PtA區(qū)域調(diào)節(jié)作用的信號稱為區(qū)域控制誤差(AreaControlError)?？刂普`差控制誤差調(diào)整結(jié)果第63頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第64頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)自動調(diào)頻電廠帶基本負荷廠1調(diào)頻廠1調(diào)頻廠2調(diào)頻廠3調(diào)峰廠1調(diào)峰廠2調(diào)峰廠3帶基本負荷廠2帶基本負荷廠3第65頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)自動調(diào)頻一臺發(fā)電機（主導(dǎo)機）。調(diào)差目標其它成比例配合。效果一般，用于小系統(tǒng)。AGC同步時間法聯(lián)合自動調(diào)頻按頻率偏差的積分值調(diào)節(jié)。主導(dǎo)發(fā)電機法第66頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月恒定頻率控制法FFC電力系統(tǒng)自動調(diào)頻聯(lián)合電力系統(tǒng)的調(diào)頻恒定交換功率控制FTC無關(guān)頻率。一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)之間交換的Pt恒定，但f可能會變。有協(xié)議的因素。頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC全部都考慮。第67頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)自動調(diào)頻TBC區(qū)域調(diào)節(jié)作用的信號稱為區(qū)域控制誤差A(yù)CE。相應(yīng)的控制功率當負荷變動時，調(diào)整目標設(shè)A有二次調(diào)頻，B有一次調(diào)頻。且即最終使得第68頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)涉及系統(tǒng)中有功功率平衡和潮流分布。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)運行具有良好的經(jīng)濟性，這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制(EconomicloadDispatchingControl)的任務(wù)。它是聯(lián)合自動調(diào)頻的重要目標之一，因此也有人把EDC列為AGC功能的一部分，稱之為AGC／EDC功能。EDC是按數(shù)學(xué)模型編制的程序，調(diào)用時需一定的時間開銷，但它可以較長時間起動一次(一般在5min以上)。有人稱EDC為三次經(jīng)濟調(diào)整。第五節(jié)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度與自動調(diào)頻第69頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月一等微增率分配負荷的基本概念

耗量特性是指發(fā)電機組在單位時間內(nèi)所消耗的能量與輸出功率之間的關(guān)系。微增率是指輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值。對發(fā)電機組來說，為燃料消耗量(或消耗費用)的微增量與發(fā)電機輸出功率微增量的比值。等微增率法則，就是運行的發(fā)電機組按微增率相等的原則來分配負荷，這樣就可使系統(tǒng)總的燃料消耗或費用為最小，從而是最經(jīng)濟的。第70頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月耗量特性曲線微增率曲線對應(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)該功率點切線的斜率。第71頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月鍋爐—汽輪機—發(fā)電機組成的單元機組的耗量特性和微增率特性如圖(a)和(d)的形狀。隨著輸出增加，其耗量增量大于輸出功率的增量，耗量微增率隨輸出功率的增加而增大。Example第72頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第73頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電廠內(nèi)并聯(lián)運行機組的經(jīng)濟調(diào)度準則為：各機組運行時微增率相等，并等于全廠的微增率。

第74頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月多臺機組間按等微增率分配負荷示意圖思考題求P1、P2。第75頁，課件共84頁，創(chuàng)作