第五章电力系统正常运行方式的调整与控制（夏道止）.ppt

第五章 电力系统正常运行方式的调整和控制 第五章 电力系统正常运行方式的调整和控制 有功功率的最优分布 频率调整 无功功率与电压的调整 概述 电力系统是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。如何保证正常、稳态运行时的电能质量和经济性问题，是我们考虑的重点问题之一。 衡量电能质量的指标包括：频率质量、电压质量和波形质量，分别以频率偏移、电压偏移和波形畸变率表示。 2、负荷的频率特性 频率是电力系统运行的一个重要的质量指标，直接影响着负荷的正常运行。负荷要求频率的偏差一般应控制在（±0.2~ ±0. 5）Hz的范围内。 一般而言，系统综合负荷的有功功率与频率大致呈一次方关系。 要维持频率在正常的范围内，其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。 频率不稳定给运行中的电气设备带来的危害： 对用户的影响 产品质量降低 生产率降低 对发电厂的影响 汽轮机叶片谐振（低频） 辅机功能下降（通风量，磁通密度等） 对系统的影响 互联电力系统解列 发电机解列 三. 发电机组调速系统和频率的一次调整 关键在于利用杠杆的作用调整汽轮机或水轮机的导向叶片，使其开度增大，增加进汽量或进水量。 P111 3. 频率的一次调整 概念介绍 发电机的单位调节功率：发电机组原动机或电源频率特性的斜率。 频率的一次调整 简述：由于负荷突增，发电机组功率不能及时变动而使机组减速，系统频率下降，同时，发电机组功率由于调速器的一次调整作用而增大，负荷功率因其本身的调节效应而减少，经过一个衰减的振荡过程，达到新的平衡。 注意： 取功率的增大或频率的上升为正； 为保证调速系统本身运行的稳定，不能采用过大的单位调节功率； 对于满载机组，不再参加调整。 对于系统有若干台机参加一次调频： 具有一次调频的各机组间负荷的分配，按其调差系数即下降特性自然分配。 例题 四. 频率的二次调整 当负荷变动幅度较大（0.5%~1.5%），周期较长（几分钟），仅靠一次调频作用不能使频率的变化保持在允许范围内，这时需要籍调速系统中的调频器动作，以使发电机组的功频特性平行移动，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。 当系统负荷增加时，由以下三方面提供： 二次调频的发电机组增发的功率 ； 发电机组执行一次调频，按有差特性的调差系数分配而增发的功率 ； 由系统的负荷频率调节效应所减少的负荷功率 。 五. 调频厂的选择 调频厂须满足的条件： 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。 通过分析各种电厂的特点，调频厂的选择原则为： 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。 六. 互联系统频率的调整 由几个地区系统互联为一个大系统的情况，对某一个地区系统而言，负荷变化（增加） 时，可能伴随着与其他系统交换功率的变化 ，则有 若设A、B两系统互联，两系统负荷变化（增加）分别为 ，引起互联系统的频率变化（降低） ，及联络线交换功率的变化 ，如下图： 七. 频率的二次、三次调整和自动发电控制 1.自动发电控制的一般要求 （1）负荷频率控制（Load Frequency Control，LFC） （2）经济调度控制（Economic Dispatching Control，EDC，或经济调度ED） (3)频率的累积误差和联络线交换能量控制 广义的自动调频，其功能有： 恒定频率控制：保持系统频率等于或十分接近额定值，取βi＝0，Ki＝1； 恒定净交换功率控制：保持系统内各区域或联合系统内各子系统间的交换功率为给定值；取βi＝1，Ki＝0； 联络线功率与频率偏差控制，取βi＝1； 电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机；无功功率电源除发电机外，还有电容器、调相机和静止补偿器等，分散在各变电所。供应有功功率和电能；必须消耗能源，但无功功率电源一旦设置后，就可随时使用而不再有其它经常性耗费。系统中无功功率损耗远大于有功功率损耗。 正常稳态运行时，全系统频率相同，电压水平则全系统各点不同； 频率调整集中在发电厂，调频手段只有调整原动机功率一种。而且．电压调整可分散进行，调压手段也多种多样。凡此种种，使电力系统的无功功率和电压调整与有功功率和频率调整有很大不同。 本节主要阐述电力系统中电力系统的电压调整。 一、无功功率负荷和负荷的静态电压特性 1．无功功率负荷