电力系统自动化9电力系统频率控制技术.ppt

主讲：孙晓 自动化与电子工程学院 邮箱：sx_qust@ 电力系统自动化 电力系统自动化（Automation of Power System ） 第4章 同步发电机自动并列原理 4.1 概述 4.1.1 并列操作的意义 4.1.2 对并列操作的基本要求 4.1.3 并列操作方式 4.2 自动准同期装置的组成 4.2.1 准同期并列的理想条件 4.2.2 并列误差对并列的影响 4.2.3 典型自动准同期装置的组成及并列原理 上节回顾 第6章 电力系统频率控制技术 6.1 电力系统频率调节的必要性 6.2 电力系统频率特性 6.3 电力系统自动调频方法 6.4 联合电力系统的频率调整 频率是衡量电力系统电能质量的标准之一，如频率偏离正常值，将对用户产生严重的影响，同时还可能损害产品的质量等，严重情况下，甚至会引发整个电力系统的频率崩溃。 所以，对电力系统的频率进行监视和控制，是电力系统运行的主要任务之一。 本节目录 6.1 电力系统频率调节的必要性 6.1.1 频率对电力用户的影响 6.1.2 频率对电力系统的影响 6.1.3 频率调整的必要性 6.1.4 联合电力系统对调频的要求 6.2 电力系统频率特性 6.2.1 概述 6.2.2 电力系统负荷的功率—频率特性 6.2.3 发电机组的功率—频率特性 6.2.4 电力系统的频率特性 6.1.1 频率对电力用户的影响 电力系统中很多用电设备的运行状况都与频率的变化密切相关，如： ①产品对加工机械的转速要求很高，需保证稳定转速 ②频率的变化会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性，引起误动作，信号误传等。 频率过低甚至会导致设备无法正常工作。 6.1.2 频率对电力系统的影响 频率的变化对电力系统的正常运行也是十分有害的。 ①频率降低会使火电厂锅炉和汽轮机的出力降低，从而使发电机的有功出力下降。如不及时控制，还会在短时间内使电力系统频率急剧下降而无法制止，这种现象称为频率崩溃，将会导致大面积停电。 ②频率的变化会使汽轮机的叶片产生共振。 ③频率的降低会导致核电厂的冷却介质泵自动跳闸，使反应堆停止运行。 ④频率的下降会使得异步电动机和变压器的励磁电流增大，使其无功功率消耗增加，引起系统电压下降。 6.1.3 频率调整的必要性 1.维持电力系统频率在允许范围之内 2.提高电力系统运行的经济性 第一，在某一负荷情况下，哪些机组投入电力电力系统运行； 第二，确定该负荷的情况下并联运行机组的有功出力 电力系统频率的大小是由电力系统内并联运行的所有发电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗（包括网损）的有功功率总和之间的平衡来维持的。 6.1.4 联合电力系统对调频的要求 联合电力系统：将多个区域性电力系统联合在一起 联合电力系统实行分区域控制 不同区域系统间的交换功率和按事先约定的协议进行 电力系统有功功率和频率的控制要对不同区域系统之间联络线上通过的功率和电量实行控制。 本节目录 6.1 电力系统频率调节的必要性 6.1.1 频率对电力用户的影响 6.1.2 频率对电力系统的影响 6.1.3 频率调整的必要性 6.1.4 联合电力系统对调频的要求 6.2 电力系统频率特性 6.2.1 概述 6.2.2 电力系统负荷的功率—频率特性 6.2.3 发电机组的功率—频率特性 6.2.4 电力系统的频率特性 6.2.1 概述 衡量电力系统的电能质量指标有： 电压、频率和波形。 频率是一个全系统一致运行的参数，对频率的要求比电压的要求要严格。 电力系统内任何两点间的电压可以不完全相等，而频率则是完全相同的； 如果不同，就会使系统失去同步，出现振荡。 6.2.1 概述 m台原动机输入总功率 m台机组发电功率总输出 = 负荷变化，欲使发电机组的输出功率增加 此时： 为保持功率平衡 转子动能被转换成电功率： 可见，系统频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡导致的。 负荷不断变化，频率波动是难免的。负荷的变动可以分为几种不同的分量： 6.2.1 概述 负荷瞬时变动示意图 1-总负荷 2-随机分量 3-脉动分量 4-持续分量 电力系统频率的变化，对电力用户的生产率以及发电厂间的负荷分配都有直接影响。 所以，电力系统运行中的主要任务之一，就是对频率不断地进行监视和控制。 为了分析电力系统频率调节的特性，首先要讨论调节系统各单元的功率频率特性。 其中，负荷和发电机组是两个最基本的单元。 6.2.1 概述 当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变： 这种有功负荷随频率而改变的特性称为负荷的功率—频率特性，即负荷的静态频率特性。 6.2.2 电力系统负荷的