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第三章电力系统频率及有功功率的调节 一、电力系统的频率特性 二、调频与调频方程式 三、电力系统的经济调度 第一节 电力系统的频率特性 一、概述 1)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。 第一节 电力系统的频率特性 2) 电力系统频率一致。 3)任一时刻，发供平衡。 4)负荷增加时，系统出现了功率缺额，机组的转速下降，整个系统的频率降低。 5) 调频与有功功率调节是不可分开的。 6)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。 7)调频与运行费用的关系也十分密切。 8)力求使系统负荷在发电机组之间实现经济分配。 第一节 电力系统的频率特性 第一节 电力系统的频率特性 9）负荷的变动情况可以分成几种不同的分量： 一是变化周期一般小于10s的随机分量； 二是变化周期在10s～3min之间的脉动分量； 三是变化周期在3min以上的持续分量，负荷预测预报这一部分。 10）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。 11）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。 12）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。 第一节 电力系统的频率特性 二、电力系统负荷的调节效应 1）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。 2）电力系统中各种有功负荷与频率的关系： 负荷的功率—频率特性一般可表示为 式中 —额定频率 —系统频率为f时，整个系统的有功负荷 —系统频率为额定值 时，整个系统的有功负荷 —为上述各类负荷占 的比例系数 第一节 电力系统的频率特性 将上式除以 ，则得标么值形式，即 通常与频率变化三次方以上成正比的负荷很少，如忽略其影响，并将上式对频率微分，得 称为负荷的调节效应系数。 第一节 电力系统的频率特性 第一节 电力系统的频率特性 说明： 1）负荷的频率效应起到减轻系统能量不平衡的作用。 2）称 为负荷的频率调节效应系数。 3）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。这斜率即为 。 4） 表明系统频率变化1%时，负荷功率变化的百分数。 5）对于不同的电力系统， 值也不相同。一般 =1～3。即使是同一系统的 ，也随季度及昼夜交替导致负荷组成的改变而变化。 第一节 电力系统的频率特性 例3-1 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值。 第一节 电力系统的频率特性 解 由（3-3）式可求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为 则 于是 第一节 电力系统的频率特性 三、发电机组的功率—频率特性 a)发电机组转速的调整是由原动机的调速系统来实现的。 b)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。 c)发电机组的功率—频率特性取决于调速系统的特性。 第一节 电力系统的频率特性 (一) 机械式调速器简介 1）两个重锤开度减小——A降至A′——C点尚未移动——B点降至B′点——D点代表有伺服马达控制的转速整定元件，它不会因转速而变动——E、F下降至E′、F′。——接力器活塞移动，——导叶开度增加——转速回升。 第一节 电力系统的频率特性 2）转速上升时——重锤开度增加——A、B、E、F各点也随之不断改变；这个过程要到C点升到某一位置时，比如C′′，即导叶开大到某一位置时，机组的转速通过重锤的开度使杠杆DEF重新回复到使Ⅱ的活门完全关闭的位置时才会结束，这时B点就回到原来的位置。 3）由于C′′上升了，所以A′′必定低于A。这说明调速过程结束时，出力增加，转速稍有降低。 4）调速器是一种有差调节器。 5）通过伺服马达改变D点的位置，就可以达到将调速器特性上下平移的目的。 第一节 电力系统的频率特性 （二）发电机的调差系数 同步发电机的频率调差系数R 负号表示发电机输出功率的变化和频率 的变化符号相反。 调差系