第8次课(节).ppt

电力系统自动装置原理 水电学院电力系 杨国清 5.1 电力系统的频率特性 5.1.1 概述 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 5.1.3 发电机组的功率－频率特性 5.1.4 电力系统的频率特性 5.1.1 概述 并列运行的每一台发电机组的转速与系统频率的关系为： 式中 P——发电机组转子极对数 n ——发电机组的转数（r/min） f——电力系统频率（Hz） 显然，电力系统的频率控制实际上就是调节发电机组的转速。 5.1.1 概述 电力系统频率一致，任一时刻，发供平衡。 负荷增加时，系统出现了功率缺额时： 机组的转速下降，整个系统的频率降低： 5.1.1 概述 调频与有功功率调节是不可分开的。 电力系统负荷不断变化，导致系统频率波动 电力系统负荷波动分类： （1）瞬变随机分量 （2）脉动分量 （3）缓变持续分量 5.1.1 概述 负荷变动的特点： 瞬变随机分量：变化周期一般小于10s的随机分量； 脉动分量：变化周期在10s～3min之间的脉动分量； 缓变持续分量：变化周期在3min以上的持续分量。 负荷变动的对策： 第一种负荷变化引起的频率偏移，利用调速器来调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整。 第二种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，这称为频率的二次调整。 第三种负荷变化，调度部门的计划内负荷，这称为频率的三次调整。 5.1.1 概述 电力系统的频率变化，对生产率及发电厂间的负荷分配均有直接影响。 调频是一个要有整个系统来统筹调度与协调的问题，不允许任何电厂有一点“各自为政”的趋向。 调频与运行费用的关系也十分密切。 电力系统调频目标：在保证频率变化在允许范围内，力求使系统负荷在安全运行约束条件下实现发电机组之间的经济分配。 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 1）电力系统负荷的静态频率特性 当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即： 这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 2）电力系统中各种有功负荷与频率的关系： （1）与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等； （2）与频率成正比的负荷，如切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等； （3）与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗，但这种损耗在电网有功损耗中所占比重较小； （4）与频率的三次方成比例的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环水泵等； （5）与频率的更高次方成比例的负荷，如静水头阻力很大的给水泵等。 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 负荷的功率—频率特性一般可表示为 式中fe—额定频率 Pl—系统频率为f时，整个系统的有功负荷 Ple—系统频率为额定值fe时，整个系统的有功负荷 a0, a1,……an—为上述各类负荷占Ple的比例系数 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 电力系统允许频率变化的范围很小，为此负荷功率与频率的关系曲线可近似地视为具有不变斜率的直线。 负荷的频率效应起到减轻系统能量不平衡的作用。 KL ?表明系统频率变化1%时，负荷功率变化的百分数。 对于不同的电力系统,KL ?值也不相同。即使是同一系统的?LK，也随季度及昼夜交替导致负荷组成的改变而变化。一般KL ? =1~3。 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 例5-1 某电力系统中，与频率无关的负荷占30％，与频率一次方成比例的负荷占40％，与频率二次方成比例的负荷占10％，与频率三次方成比例的负荷占20％。求系统频率由50Hz下降到47Hz时，负荷功率变化的百分数及其相应的负荷频率特性调节系数值。 5.1.2 电力系统负荷的功率－频率特性 例5-2 某电力系统总有功负荷为3200MW（包括电网的有功损耗），系统的频率为50Hz，若KL *= 1.5 ，求负荷频率调节效应系数KL值。 5.1.3 发电机组的功率－频率特性 发电机组转速的调整是由原动机的调速系统来实现的。 通常把由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率—频率特性或调节特性。 发电机组的功率—频率特性取决于调速系统的特性。 5.1.3 发电机组的功率－频率特性 电力系统的功率平衡：根据负荷变化，实时调节原动机输入功率，实现功率平衡。 5.1.3 发电机组的功率－频率特性 1）发电机的功率－频率特性 5.1.3 发电机组的功率－频率特性 5.1.3 发电机组的功率－频率特性 2）发电机的调差系数 5.1