电力系统自动装置原理 第5章 电力系统频率及有功功率的自动调节.ppt

第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节 上海交通大学 电气工程系 电力系统的频率特性 概述 电网稳态条件下的频率 f 是全系统一致的运行参数 频率变化是系统负荷与电源之间的功率失去平衡所致。 原动机输入功率： 电力系统的频率特性 电力系统的频率特性 电力系统的频率特性 电力系统负荷的功率 - 频率特性 负荷的静态频率特性： 电力系统的频率特性 发电机的功率 - 频率特性 发电机转矩方程： 功率方程： 无调速器时，转速和转矩都为额定值。 电力系统的频率特性 有调速系统的发电机功率-频率特性： 电力系统的频率特性 思考题1 已知：两机组并联于一条母上， 。且调速系统保证了两台机完全同步。若1号机组额定功率为60MW，两机均额定运行。求：当系统要求增加20MW的输出时，母线的频率为多少？ 电力系统的频率特性 电力系统的频率特性 系统频率特性是由负荷频率特性和发电机频率特性共同形成的。 电力系统的频率特性 思考题2 已知：某电力系统， ，当PL=3000MW时，fN=50Hz。求负荷增加120MW时，系统调速后的运行点。 调速器原理 电力系统的频率调节系统及其特性 电力系统的频率调节系统及其特性 电力系统的频率调节系统及其特性 电力系统自动调频 电力系统自动调频 电力系统自动调频 联合电力系统的调频 电力系统自动调频 TBC 电力系统自动调频 思考题 推导双区域都只有一次调频时的公式。 电力系统经济调度与自动调频 等微增率 电力系统 自动装置原理 机组的动能 电网频率变动情况 t P 持续分量 脉动分量 随机分量 负荷瞬时变动情况 ★ 频率波动对电网运行的影响： √ 偏离电力设备经济运行点； √ 影响用户生产率和产品质量； √ 频率过低过高都会危及电网安全运行 调频与有功功率调节是不可分的，应满足安全运行约束； 符合经济运行要求，发挥能源最大效益； 频率偏差控制在预定范围内，保证电能质量。 ★ 调频是电力系统运行的主要任务之一 一般允许频率偏差为±0.1Hz ★ 频率下降时，负荷功率也下降到 ； 频率上升时，负荷功率也上升到 。 负荷特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平衡，这种现象称为负荷调节效应。 负荷的频率调节效应系数： 因为频率变化很小，所以 为一直线，取值范围在1~3之间。 f PL fN fb PLN PLb a b 加调速器后，将从一条静态特性曲线向另一条静态特性曲线过渡。 P* M* ω* f* PG* MG* 1.0 1.0 P f 1 2 3 3’ a’ a” a”’ 有差调节 调差系数 调差特性与机组间有功功率的分配 调差特性为区域，有失灵区。 PG f PGb PGa ΔPG Δf a b fN f1 P1 P2 f A B C fN P1 P2 P1’ P2’ ΔP1 ΔP2 ΣPL ΣP’ f1 无调速 有调速 到状态b，PL未变，PG没增加 到状态c，再调可以到状态d P f PL = f(f) PL1 = f(f) a PL fN b d PL1 ΔPL c PL2 f3 f2 ΔPL1 ΔPL2 机械液压式调速器原理 功率-频率电液调速系统原理 单个区域的频率闭环调节框图 发电机功率增加 负荷功率减少 功率平衡起作用的三个部分： 系统动态响应曲线 系统动能 联合调频 比单区域系统调节好。 电 厂 带基本负荷厂1 调频厂1 调频厂2 调频厂3 调峰厂1 调峰厂2 调峰厂3 带基本负荷厂2 带基本负荷厂3 一台发电机（主导机）。 调差目标 其它成比例配合。 效果一般，用于小系统。 AGC 同步时间法 联合自动调频 按频率偏差的积分值调节。 主导发电机法 恒定频率控制法FFC 恒定交换功率控制FTC 无关频率。一个系统与另一个系统之间交换的Pt恒定，但f可能会变。有协议的因素。 频率联络线功率偏差控制TBC 全部都考虑。 区域调节作用的信号称为区域控制误差ACE。 相应的控制功率 当负荷变动时，调整目标 设A有二次调频，B有一次调频。 且 即 最终使 得 微增率 自动调频 a、调度指令到调频厂机组 b、调度指令到调频厂 思考题 求P1、P2。 电力系统 自动装置原理