电力系统自动化(4频率跟有功调节)资料.ppt

四、电力系统频率与有功功率调节 本章要点1、频率调整的意义和特点；2、同步发电机组调速系统的基本工作原理；3、电力系统负荷的功频特性与负荷调节效应；4、电力系统自动调频方法（电源侧调频）；5、自动低频减载（负荷侧调频）； 4.1 频率调整的意义和特点 频率是电能质量指标之一； 频率偏移是电力系统有功功率不平衡的结果； （1）调频就是调速；（2）速度偏差是转矩不平衡的结果；（3）调频就是调有功功率。 频率调节可在电源侧和/或负荷侧进行； （1）电源侧调节：投切机组、增减运行机组的有功； （2）负荷侧调节：切除负荷、抽水蓄能； 频率是整个电力系统共有的频率； 频率调节是一个系统级的自动控制，且与经济运行密切相关； 电力系统频率波动规律与对策 电力系统频率的三种波动分量及其对策： （1）10s以下；随机小波动，由调速器自动调节（一次调频）； （2）10s～3min；计划外负荷，调整调速器的功率给定（二次调频）； （3） 3min以上；预测负荷+制定发电计划； 4.2 调速器的基本原理与特性 电源侧有功功率调整，是借助原动机调速器来实现的。 调速器的任务： （1）调速、稳速； （2）有功功率分配； 飞摆式调速器举例： 调速系统的外特性 外特性：频率与有功功率之间的关系 调差：外特性曲线的斜率： 调速系统的（有功功率）调差，都是正调差，不允许以零调差或负调差运行； 有功功率分配，按调差系数反比例分配。 调速器的失灵区 调速器的执行部件多是机械部件，因此（1）必然存在因自由行程引起的不灵敏区（也称失灵区或死区）；（2）调速器反应过分灵敏将导致机械执行部件频繁动作，加速磨损。因此，对死区偏小的调速器还需人为添加死区，以提高机械部件使用寿命； 具有死区的调速系统外特性曲线成为一条宽带直线，导致机组间功率分配存在误差。 4.3 电力系统负荷的功频特性 电力系统负荷是由多种特性各异的负荷组合在一起的综合负荷； 电力系统负荷的有功功率-频率特性可以描述为： 电力系统有功负荷的频率调节效应 由电力系统负荷的功频特性方程知：功频特性曲线是一条单调上升的曲线； 电力系统有功负荷随电力系统频率同向升降的特性，有助于电力系统频率的稳定； 电力系统有功负荷随电力系统频率变化而变化，反过来又对电力系统频率产生影响的这一特性，称为电力系统有功负荷的频率调节效应，度量这种调节能力的指标称为：电力系统有功负荷调节效应系数。 电力系统有功负荷的频率调节效应系数 在额定频率附近，负荷的功频特性曲线近似为直线，其斜率： 有名制： 标幺制： 称KL和KL*为负荷的频率调节效应系数。统计数据表明：KL*大约在1～3之间变化，且每个系统的KL*会随季节和昼夜发生变化。 KL与KL*的换算： 电力系统的功频特性与频率调整 电力系统是由发电机组、输电网络和负荷组成的。可将输电网络的有功损耗合并到负荷之中，等值发电机组的功频特性曲线与等值负荷的功频特性曲线的交点就是电力系统的功频运行点。 负荷波动对系统频率的影响，分三种情况进行分析： （1）调速器退出（或满载发电机组）； （2）调速器投入； （3）调速器投入且调整其功率给定值； 一次调频和二次调频的概念。 4.4 电力系统自动调频方法 电力系统自动调频，是指改变发电机组功率定值的二次调频； 调频电厂、调频机组的选择原则； 调频控制是需要电力系统内多台机组同步调整的系统级的控制，还需考虑机组间的有功功率合理分配、电力系统稳定性、运行经济性； 根据频率偏差确定有功功率调整量的方法，仍然离不开自动控制理论，如PID等； 自动调频技术 自动调频涉及的技术问题有： （1）频差的获取：各调频电厂就地获取与调度中心集中获取两种方式； （2）有功调整量的计算： P、I、PI、PID等； （3）有功调整量的分配：分配系数需考虑机组状况和经济性、电力系统稳定性： （4）机组同步调节：集中式的自动发电控制是电力系统调频技术的发展趋势，需要运动技术支持； 电力系统自动调频方法简介 分散控制和集中控制； 频率调整是系统级的控制，采用集中式控制比较有利；在远动技术（四遥）不发达的条件下，才采用分散控制； 有两种调频控制策略： （1）电力系统整体调频控制策略； （2）联合电力系统的分区调频（维持联络线传输功率的调频）控制策略； 系统整体调频的控制策略 电力系统整体调频准则：频率偏差为零； 调频约束条件： （1）经济运行约束； （2）电力系统稳定性约束； （3）电钟准确性约束（频率偏差的积分为零）； 调频方程 ·调频方程（计算有功给定增量，类似于双闭环调节中的外环调节）： （1）比例： （2）积分：