13第十三章电力系统的有功功率.pptVIP

电力系统基础 湖南大学电气与信息工程学院 刘光晔 2008年2月 第十三章 电力系统的有功功率平衡和频率调整 13-1 频率调整的必要性 13-2 电力系统的频率特性 13-3 电力系统的频率调整 13-4 有功功率平衡和系统负荷在各类发电厂 间的合理分配 13-1 频率调整的必要性 13-2 电力系统的频率特性 一、系统负荷的有功功率——频率的静态特性 二、发电机组的有功功率-频率静态特性 三、电力系统的有功功率-频率静态特性 综合考虑发电机与负荷 13-3 电力系统的频率调整 一、频率的一次调整 二、频率的二次调整 三、互联系统的频率调 五、频率调整和电压调整的关系 13-4 　有功功律平衡和系统负荷在各类发 电厂间的合理分配 一、有功功率平衡和备用容量 * * 华中科技大学何仰赞 温增银编 有功功率负荷的变化 频率允许偏差范围50Hz ±0.2~ ± 0.5Hz，或50Hz ± 0.4%~ ± 1%。 负荷变化将引起频率偏移。 对第一种变化负荷Ｐ1引起的频率偏移：（负荷波动，随机） 频率的一次调整——调速器调整，只能实现有差调整。 对第二种变化负荷Ｐ2引起的频率偏移： （冲击负荷，随机） 频率的二次调整——调速器和调频器共同参与调整。可以做到无差调节。 对第三种变化负荷Ｐ3：（与时间、季节、气象、活动等因素有关，可以预测） 频率的三次调整——指定发电负荷曲线。按照最优化的原则在各发电厂间进行分配。 为什么要进行频率调整？ 1．影响用户电动机转速和输出功率，影响电子设备的精确工作。 2．影响汽轮机的效率，损坏汽轮机叶片；影响电厂动力设备出力，减小有功输出，导致频率进一步下降。 如果频率偏差较大 3．增大异步电动机与变压器无功损耗，导致系统电压水平下降。 负荷曲线分解： 负荷的有功功率静态频率特性 负荷功率与频率的关系：（近似用多项式拟合曲线） 因为频率离额定值偏差不大(允许偏移非常小)，在局部可以线性化。 有功负荷的频率静态特性 图中直线斜率 标幺值为 ＫＤ——称为负荷的频率调节效应。 （简要解释各项的物理意义） KD的物理意义： 频率增大1HZ，负荷多吸收的功率（MW)。大于零。 ——系统处于运行稳态时，系统中有功 负荷随频率的变化特性。 1.调速系统的工作原理 经典系统，简单直观 转速测量元件：离心飞摆 信号放大元件：错油门 执行元件： 油动机 转速控制机构：同步器（调频器） 调速器 2.发电机组的有功功率静态频率特性 调速器动作，沿直线变化，只能实现频率有差调节，称频率的一次调整。 调频器动作，直线平移，能实现频率的无差调节，称频率的二次调整。 原动机调速系统示意图 汽(水) 二次调整 一次调整 发电机组的功频静特性 2.发电机组的有功功率静态频率特性 标幺值表示 汽轮发电机组： 水轮发电机组： 单位调节功率 KG的物理意义： 频率减小1Hz，发电机多发出的功率(MW)。大于零。 KG越大，频率越稳定(产生频率偏移越小) 。 调差系数 δ*的物理意义： 标幺值表示 （ δ 与KD互为倒数） 发电机从输出额定功率到空载，频率升高的标么值(或百分数）。δ*越小，频率越稳定(产生频率偏移越小)。 发电机组的功频静特性 系统输出总功率 电力系统的有功功率-频率静态特性 由示意图可知 频率的增量为: 发电机增发功率: 负荷少吸收功率: 设初始运行点为A，PG= P1 ，f = f1 突然投入负荷 电力系统的K —系统单位调节功率 D 系统示意图 负荷 K 值越大，负荷增减引起的频率变化就越小，频率也就越稳定。 频率下降 采用标么制时，标么值相加，必须归算到同一基准容量下。 取负荷的容量PDN为系统的基准容量，便得: 将发电机标么值基准容量归算到系统负荷容量 为备用系数。 令 投入负荷频率下降 频率下降增发功率 频率下降少吸功率 投入负荷 PDN与PGN中，取哪个为系统基准容量更合理？ 讨论：备用系数大于1。 n台装有调速器的机组并联运行，等值机的单位调节功率为 若只有m台机组参加一次频率调整，其余机组输出功率已达到上限，则 式中 各发电机标么值基准容量归算到发电机总容量 及 或 结论：单位调节功率越大，调差系数越小的机组增加的有功出力就越多。 如果已知系统的频率偏差?f，则各台机组的功率增量为 调频器增发功率 同步器动作，发电机功频特性的平移。 1．同步器作用增发功率　?PG0 　　　 （频率不变） 负荷增加?PD0时，可分解为三个部分。 2．调速器作用增发功率　?PG＝ －KG ? f　(频