電力系統(tǒng)自動化第3章復習

電力系統(tǒng)頻率特性：發(fā)電機與頻率成反比；負荷與頻率成正比

當系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著轉變,這種有功負荷隨頻率而

轉變的特性叫做負荷的功率一頻率特性，是負荷的靜態(tài)頻率特性，也稱作負荷的

調整效應。

+必卬

圖3-2負荷的靜態(tài)頻率特性圖3-3有功負荷的靜態(tài)頻率特性

負荷的功率一頻率特性一般可表示為

工+(/V

=Pie+a\Pie+。3Pie+ClnPie-T

[fe)[fe)e)

式中/,一額定頻率

丹一系統(tǒng)頻率為f時，整個系統(tǒng)的有功負荷

兒一系統(tǒng)頻率為額定值.時，整個系統(tǒng)的有功負荷

如⑷，……4n—為上述各類負荷占幾的比例系數

—f1=%+2。/+3a3E-勺.

df.

或寫成:

K=△以二一%二溫/上

"-V—V%—\f/fN

K,*稱為負荷的調整效應系數。

蘢電力系統(tǒng)中，與頻率無關的負荷占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%。求系

統(tǒng)頻率由50Hz下降到47Hz時，負荷功率變化的百分數及其相應的值。

解由(3-3)式可求出當頻率下降到47Hz時系統(tǒng)的負荷為

+。n

Pi*=〃o+aif*2<2+..........anf*

=0.3+0.4x0.94+0.1x0.942+0.2x0.943

=0.3+0.376+0.088+0.166=0.930

則A/^%=(1-0.930)x100=7

八5％7…

_曰KL*=——-——=—=1?17

于T正L△￡%6

例3-2某電力系統(tǒng)總有功負荷為3200MW(包括電網的有功損耗)，系統(tǒng)的

頻率為50Hz,若仁,=1.5,求負荷頻率調整效應系數長值。

解：KL=K/*X&=1.5X^>=96(MW/HZ)

f(50

若系統(tǒng)的心值不變，負荷增長到3650MW時，則

._36501八八.

KL=L5X――=109.5(MW/Hz)

—Jk_/

即頻率降低1Hz,系統(tǒng)負荷削減I09.5MW,由此可■知,KL的數值與系統(tǒng)的負荷大

小有關。

R=-￡

負號表示發(fā)電機輸出功率的變化和頻率的變化符號相反。

調差系數R的標幺值表示為

區(qū).紂"一饃

\PGe!PGe△

或寫成AA+R△分*=0

又稱為發(fā)電機組的靜態(tài)調整方程。

計算時

1

KG*=—=-------—

RM

心.一一發(fā)電機的功率-頻率特性系數，或原動機的單位調整功率。

調整特性的失靈區(qū)定義：由于測量元件的不靈敏性,對微小的轉速變化不能

反應，調速器具有肯定的失靈區(qū)，因而調整特性實際上是一條具有肯定寬度

的帶子。

不靈敏區(qū)的寬度可以用失靈度￡來描述，即

一九

fe

式中Afw一調速器的最大頻率呆滯

有失靈區(qū)產生的安排功率上的誤差為（用標幺值表示）：

影響：1）△2■，*與失靈度￡成正比，而與調差系數成反比。過小的調差系

數將會引起較大的功率安排誤差，所以/?*不能太小。

2）假如不靈敏區(qū)太小或完全沒有，那么當系統(tǒng)頻率發(fā)生微小波動時，調速器也

要調整，這樣會使閥門的調整過分頻繁。

P75例3-1/3-2

調頻（原理….…）目的：是調整系統(tǒng)頻率為額定值；保持聯(lián)絡線功率為方案值（這

樣的調頻由自動發(fā)電掌握AGC完成）

調頻方法：有差調頻法；主導發(fā)電機法；積差調頻法（同步時間法）；改進積差

法；分區(qū)調頻法。

1、有差調頻法指用有差調頻器進行并聯(lián)運行，達到系統(tǒng)調頻的目的的方法。

有差調頻器的穩(wěn)態(tài)工作特性可以用下式表示，即

Af+RAPc=0

式中V、AP——調頻過程結束時系統(tǒng)頻率的增量與調頻機組有功功率的

增量R一一有差調頻器的調差系數

優(yōu)缺點：1、各機組同時參與調頻，沒有先后之分

2、方案外負荷在調頻機組間是按肯定的比例安排的（調差系數越大，擔當調整

系數越?。?、頻率穩(wěn)定值的偏差較大

主導發(fā)電機法：

1）調頻方程式：

曠=0（發(fā)電機L主導發(fā)電機）

△22=（人/%（發(fā)電機2）

發(fā)電機〃）

式中NPa—第i調頻發(fā)電機的有功增量Ki一功率安排系數

各調頻機組分擔的頻率為

K.AP=Ki-lAD

flle

1+&+……■K

式中K1=l+K1+……+K,i

優(yōu)缺點：1、各調頻機組間的出力也是依據肯定的比例安排的。

2、在無差調頻器為主導調頻器的主要缺點是各機組在調頻過程中的作用有

先有后，缺乏“同時性”

積差調頻法（同步時間法）

1）調頻方程式：

積差調頻法（或稱同步時間法）是依據系統(tǒng)頻率偏差的累積值進行工作的。

單機積差調整的調頻方程式為：

即+KAPc=O

Nf=fp

（'JJe）（3-18）

式中K一調頻功率比例系數

積差調整法的特點是調整過程只能在二°時結束，

「△m=一以七=常數

J./C,此常數與方案外負荷成正比。

多臺機組用積差法實現調頻時，可采納集中制、分散制兩種方式（P81）

其調頻方程組如下

J切力+KiAPci二。

J^fdt+K2Ape2=^

>

jAfd￡+K〃APc〃=。

每臺調頻機組分擔的方案外負荷為

K,3=1)

優(yōu)缺點：

頻率積差調整法的優(yōu)點是能使系統(tǒng)頻率維持額定。

方案外的負荷能在全部參與調頻的機組間按肯定的比例進行安排。

缺點是頻率積差信號滯后于頻率瞬時值的變化，因此調整過程緩慢。

改進積差調頻法

1)調頻方程式：

在頻率積差調整的基礎上增加頻率瞬時偏差的信息

M+Ri(APci+aJK\fdt)=0(i=1,2,……n)式

中八兒一第i臺機組擔當的功率調整量尺一第i臺機組的調差系數CCi

一第i臺機組調整功率的安排系數，=1K一功率頻率換算系數

1

分區(qū)掌握誤差ACE分區(qū)掌握誤差(areacontrolerror)

ACE=KAf+APg

ACE=O表明本區(qū)無負荷變動，無須調頻

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安排負荷，目的：

使系統(tǒng)總的燃料消耗（或費用）為最小。

P87例3-3

電力系統(tǒng)中發(fā)電量的掌握，一般分為三種狀況

由同步發(fā)電機的調速器實現的掌握（一次調整，10S）;

由自動發(fā)電掌握（簡稱AGC,）（二次調整，10S~3min）；

依據經濟調度（簡稱EDC,）（三次調整，＞3min）。

自動發(fā)電掌握系統(tǒng)具有四個基本任務和目標：

①使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率和匹配；

②將電力系統(tǒng)的頻率偏差調整掌握到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值：

③掌握區(qū)域間聯(lián)絡線的交換功率與方案值相筆，以實現各個區(qū)域內rr功功率

和負荷功率的平衡；

④在區(qū)域網內各發(fā)電廠之間進行負荷的經濟安排。

自動發(fā)電掌握系統(tǒng)包括兩大部分：（1）負荷安排器（2）發(fā)電機組掌握器

按頻率自動減負荷。中文簡拼為“ZPJH"，英文為UFLS：只能在系統(tǒng)頻率驛到

某值以下，實行切除相應用戶的方法來削減系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)頻率保

持在事故允許的限額之內。

例3-3某系統(tǒng)的用戶總功率為尸肥，=2800MW,系統(tǒng)最大的功率缺額

Pqe=900MW,負荷調整效應系數=2,自動減負荷動作后，盼

望恢復頻率值力丁=48法，求接入減負荷裝置的負荷總功率5”。

2

妣

448Hz50//z

圖3-25例3-3示意圖

解減負荷動作后，殘留的頻率偏差相對值

50-48

=0.04

N*=50

由式(3-47)得

八900-2x0.04x2800g,

P.=------------------------=7341MWl

JH1-2x0.04

各輪動作功率的選擇

1)第一級動作頻率一般的一級啟動頻率整定在49Hz。

2)最終一輪的動作頻率：自動減負荷裝置最終一輪的動作頻率最好不低于

46?46.5Hz

3)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

動作誤差和開關固有跳閘時間限制的。(P97)

特別輪斷開功率可按以下兩個極限條件來選擇：

(1)當最終其次輪即n—1輪動作后，