第三章 电力系统电能质量与功率平衡.ppt

在上述推导过程中，取功率的增大或频率的上升为正，因此，上式等号右侧的负号表示，随着负荷的增大，系统的频率将下降。 由KS=KG+KL可见：系统的单位调节功率取决于发电机的单位调节功率和负荷的单位调节功率。由于负荷的单位调节功率KL不可调，因此，系统的单位调节功率KS的调整只能通过调整发电机的单位调节功率KG或调速器的调差系数来实现。 电力系统的单位调节功率不能过大。 若KS过大→ KG过大，即调差系数过小，将不能保证各发电机组调速系统运行的稳定性。 使系统中总的发电机单位调节功率下降。 当系统中有多台发电机组时，发电机组满载后，受调速机构的限制，发电机组不再具有调频能力，即此时它们的单位调节功率为零，调差系数为无限大，从而使全系统发电机组的等值调差系数增大。 假设调差系数整定为零，这时，虽然负荷的变动不会引起频率的变动，似乎可确保频率恒定，但这样将会出现负荷变化量在各发电机组间的分配无法固定，从而出现各发电机组的调速系统不能稳定工作的问题。 例如，设系统中有n台发电机组，n台机组都参加调整时有： 当n台机组中只有m台机组都参加调整，即m+1、m+2、… n台机组不参加调整时有 显然 即系统中总的发电机单位调节功率下降了。 可见，频率的一次调整是有差调整，即调整后的频率不可能回到原来的值。因此，一次调频只能适应负荷变化幅度小、周期短的不规则变化情况。 频率的二次调整 　　频率的二次调整就是手动或自动地操作调频器使发电机组的功频静特性平行移动，从而改变发电机的有功功率，以保持系统频率不变或在允许范围内。如图5-10所示。 当系统负荷增加 时，如不进行二次调整，运行点转为 ，系统频率为 ，频率变化为 。 二次调频通过调频器的作用将发电机的功频静特性移到 ，运行点移到 ，系统频率为 ，频率变化 图5-10 频率的二次调整 由图5-10可知，系统负荷增量 由三部分组成： 由于调速器的调整作用而增大的发电机组功率： （一次调整） 由于调频器的调整作用而增大的发电机组功率： （二次调整） 由于负荷负荷本身的调节作用而减少的负荷功率： （△f为负值） ∴ 当　　　　　时，即二次调频增发的功率与系统的负荷增量相等时，则　　　，频率将始终不变，亦即实现了无差调节。无差调节如图5-10中虚线所示。 若系统中有n台机组．且由第n台机组担负二次调整任务，即只有一台机组进行二次调整、n台机组进行一次调整，则有： 经比较可见，由于n台机组的单位调节功率KGN远大于一台机组的单位调节功率KG，因此，在同样的功率盈亏 下，系统的频率变化要比仅有一台机组时小得多。 需要指出：电力系统中各发电机均装有调速器，因此每台机组都参与一次调频（除机组满载）；而二次调频只有极少数的发电厂（调频厂）参与。 调频厂应满足的条件： 调频厂的选择原则： 系统中有水电厂时，选择水电厂做调频厂； 当水电厂不能做调频厂时，选择中温中压火电厂做调频厂。 调整的容量应足够大； 调整的速度应足够快； 调整范围内的经济性能应该好； 注意系统内及互联系统的协调问题。 1. 同步发电机 发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率为 下图为发电机额定运行时的相量图。图中： 转子电流（ 代表空载电动势） ； 定子电流（ 代表电压降 ） ； 电力系统的无功功率电源 在不同功率因数下，发电机发出的P和Q受到以下限制： 以A为圆心，AC为半径的圆弧表示受定子额定电流的限制； 以O为圆心，OC为半径的圆弧表示受转子额定电流的限制； 水平线DC表示受原动机出力的限制。 D B 当功率因数较小时，可多发Q，但受转子电流的影响，只能按B’C调节，此时SSN ；当功率因数较大时，可多发P，但受汽轮机额定功率的限制，只能沿CD调节，此时定、转子电流均未到额定电流，SSN 。 可见，发电机只有在额定电压、电流、功率因数下运行时，视在功率才能达额定值，其容量才能最充分利用。 当系统中无功电源不足时，可利用发电机降低功率因数运行，多发无功以提高电压水平，但发电机的运行点不能超过P-Q极限图的范围。 2. 同步调相机 同步调相机实质上是只能发出无功功率的发电机。 过励磁运行时，向系统供给无功功率，起无功电源的作用；欠励磁运行时，从系统吸收感性无功功率，起无功负荷作用。 欠励磁运行时的容量是过励磁运行容量的50％