電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的優(yōu)化和調(diào)整

第四章電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的

優(yōu)化和調(diào)整

前面介紹了電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀況的分析和計(jì)算。本章將闡述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀況的優(yōu)化和調(diào)整，即保證正常、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。1整理課件衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)包括：頻率質(zhì)量、電壓質(zhì)量和波形質(zhì)量，分別以頻率偏移、電壓偏移和波形畸變率表示。

衡量運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)為：煤耗量和線(xiàn)損率本章重點(diǎn)內(nèi)容：電力系統(tǒng)有功和頻率的調(diào)整電力系統(tǒng)無(wú)功和電壓的調(diào)整2整理課件第一節(jié)電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整頻率變動(dòng)對(duì)用戶(hù)、系統(tǒng)的影響——調(diào)頻必要性對(duì)用戶(hù)的影響

產(chǎn)品質(zhì)量降低生產(chǎn)率降低汽輪機(jī)葉片諧振輔機(jī)功能下降互聯(lián)電力系統(tǒng)解列發(fā)電機(jī)解列對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的影響對(duì)系統(tǒng)的影響3整理課件電力系統(tǒng)有功功率的平衡及備用正常情況下，電力系統(tǒng)中任一瞬間的頻率在全系統(tǒng)是一致的。系統(tǒng)頻率決定于機(jī)組的轉(zhuǎn)速。而發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于原動(dòng)機(jī)〔如汽輪機(jī)〕輸入機(jī)械功率和發(fā)電機(jī)的輸出電磁功率，而電磁功率應(yīng)時(shí)刻與系統(tǒng)中的有功功率負(fù)荷及其損耗相等的，我們稱(chēng)之為有功功率的平衡。

1.電力系統(tǒng)有功功率的平衡4整理課件公式中：1.電力系統(tǒng)有功功率的平衡5整理課件轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化,引起頻率變化保持頻率恒定不變是十分困難的!

2、頻率和有功功率平衡的關(guān)系6整理課件系統(tǒng)中有功負(fù)荷是隨時(shí)變化的，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電磁功率的變化，這時(shí)就需要調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，使功率到達(dá)平衡〔即頻率調(diào)整〕。但由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性，很難跟上發(fā)電機(jī)電磁功率的瞬時(shí)變化，這就出現(xiàn)了功率的不平衡。因此系統(tǒng)的頻率無(wú)法嚴(yán)格維持恒定。在經(jīng)過(guò)頻率振蕩后，系統(tǒng)頻率能穩(wěn)定在額定頻率附近。由此看出，電力系統(tǒng)的有功功率平衡與頻率有密切關(guān)系。2、頻率和有功功率平衡的關(guān)系7整理課件3.有功功率的電源備用容量有功功率電源容量：可投入發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和。最大發(fā)電負(fù)荷：總最大負(fù)荷+總網(wǎng)損+總廠(chǎng)用電系統(tǒng)的備用容量：系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的局部。可分為熱備用和冷備用或負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用等。作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量容量應(yīng)大于最大發(fā)電負(fù)荷。定義：備用容量＝系統(tǒng)可用電源容量－最大發(fā)電負(fù)荷系統(tǒng)總備用容量：15%～20%最大發(fā)電負(fù)荷為了保證頻率偏差不超過(guò)規(guī)定值。系統(tǒng)除了滿(mǎn)足負(fù)荷的需要外，還應(yīng)有一定的備用容量。8整理課件按作用分：(1)負(fù)荷備用：滿(mǎn)足負(fù)荷波動(dòng)、方案外的負(fù)荷增量2%~5%(2)事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而預(yù)留的容量5%~10%(3)檢修備用：發(fā)電機(jī)方案檢修4%~5%(4)國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：滿(mǎn)足工農(nóng)業(yè)超方案增長(zhǎng)3%~5%按其存在形式分：(1)熱備用(2)冷備用備用容量的分類(lèi)9整理課件P1（幅度小，周期短，一次調(diào)頻）P2（幅度較大，周期較長(zhǎng)，沖擊性負(fù)荷，二次調(diào)頻）P3（幅度最大，周期最長(zhǎng)，由生活、氣象等引起，三次調(diào)頻）Pt三.有功功率負(fù)荷的變動(dòng)和調(diào)整控制10整理課件不同的周期的負(fù)荷有不同的變化規(guī)律：第一種變動(dòng)幅度很小，周期又很短，這種負(fù)荷變動(dòng)有很大的偶然性；第二種變動(dòng)幅度較大，周期也較長(zhǎng)，屬于這種負(fù)荷的主要有：電爐、壓延機(jī)械、電氣機(jī)車(chē)等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng)；第三種變動(dòng)根本上可以預(yù)計(jì)，其變動(dòng)幅度最大，周期也最長(zhǎng)，是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)。11整理課件根據(jù)負(fù)荷變化，電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整大體上也可分為：一次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)調(diào)速器進(jìn)行；二次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)調(diào)頻器進(jìn)行；三次調(diào)頻：優(yōu)化準(zhǔn)那么，即由調(diào)度部門(mén)根據(jù)負(fù)荷曲線(xiàn)進(jìn)行最優(yōu)分配，責(zé)成各發(fā)電廠(chǎng)按事先給定的負(fù)荷發(fā)電。前兩種是事后的，第三種是事前的。 12整理課件一次調(diào)頻是所有運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組都可參加的，取決于發(fā)電機(jī)組是否已經(jīng)滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電。這類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)稱(chēng)為負(fù)荷監(jiān)視廠(chǎng)。二次調(diào)頻是由平衡節(jié)點(diǎn)來(lái)承擔(dān)。三次調(diào)頻即是負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的內(nèi)容為了研究頻率的調(diào)整，首先要了解：發(fā)電機(jī)輸出有功功率與頻率之間的關(guān)系負(fù)荷與頻率之間的關(guān)系13整理課件四.綜合負(fù)荷及發(fā)電機(jī)的有功功率—頻率靜特性1.負(fù)荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷有功－頻率靜態(tài)特性可用一條近似直線(xiàn)來(lái)表示?！埠?jiǎn)化表達(dá)〕右圖反映了負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，表示負(fù)荷隨頻率變化。14整理課件2發(fā)電機(jī)的有功功率－頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就要發(fā)生變化，頻率也隨之改變。為了維持系統(tǒng)頻率在一定范圍，就需要進(jìn)行頻率的調(diào)整。調(diào)整系統(tǒng)的頻率主要是由原動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速器調(diào)頻器以下以機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)——離心飛擺式為例：15整理課件調(diào)速器的工作原理及其調(diào)頻特性1為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件—離心飛擺及其附件；2為放大元件—錯(cuò)油門(mén)(或稱(chēng)配壓閥)；3為執(zhí)行機(jī)構(gòu)—油動(dòng)機(jī)(或稱(chēng)接力器)；4為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱(chēng)同步器(調(diào)頻器)16整理課件有調(diào)速器時(shí)發(fā)電機(jī)的有功功率——頻率靜態(tài)特性頻率一次調(diào)整特性：由調(diào)速器實(shí)現(xiàn)，是有差調(diào)節(jié)17整理課件調(diào)頻器的工作原理及調(diào)頻特性18整理課件有調(diào)頻器時(shí)發(fā)電機(jī)的有功功率——頻率靜態(tài)特性頻率二次調(diào)整：由調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)，是無(wú)差調(diào)節(jié)19整理課件五.電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整

頻率的一次調(diào)整fPOP0PLf0PGPL′ΔPL0P0'f0'O'20整理課件頻率的一次調(diào)整簡(jiǎn)述由于負(fù)荷突增，發(fā)電機(jī)組功率不能及時(shí)變動(dòng)而使機(jī)組減速，系統(tǒng)頻率下降，同時(shí)，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷功率因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減的振蕩過(guò)程，到達(dá)新的平衡。21整理課件2.頻率的二次調(diào)整當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)幅度較大〔0