电力系统自动化第3章电力系统频率及有功功率的自动调节.pptx

第3章 电力系统频率及有功功率的自动调节;本章主要内容;第一节 电力系统的频率特性;第一节 电力系统的频率特性;(二)频率对电力系统的影响;3、在核电厂中，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求。当频率降到一定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反应堆停止运行。 4、电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，使异步电动机和变压器的无功消耗增加，引起系统电压下降。频率下降还会引起励磁机出力下降，并使发电机电势下降，导致全系统电压水平降低。如果电力系统原来的电压水平偏低，在频率下降到一定值时可能出现电压快速而不断地下降，即所谓电压雪崩现象。 出现电压雪崩会造成大面积停电，甚至使系统瓦解。;1、维持电力系统频率在允许范围之内 电力系统频率是靠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。;2. 提高电力系统运行的经济性;3、保证联合电力系统的协调运行;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：;2、频率调节的原理;（2）负荷突然增加△PL时： 使发电机组输出功率增加△PL , 但由于机械惯性，输入功率来不及做出反应， 此时：;设机组运行在a点，机组以转速na稳定运行。 当负荷增加时，发电机电磁转矩特性曲线向上方平移．设移到曲线MG2的位置。 如果此时不调节进入原动机的动力元素(蒸汽或水),机组调速器不动作，则原动机的机械转矩 特性仍为曲线MT1。 机组就会在新的平衡点b以转速nb 稳定运行.;;3、电力系统负荷的变动情况;二、电力系统负荷的功率—频率特性;2、电力系统的负荷类型;3、负荷的功率—频率特性方程式;将上式除以PLN，则得标么值形式，即 ;4、负荷的静态频率特性;5、负荷的频率调节效应系数KL*; 根据国内外一些实例，负荷的静态特性曲线在额定频率附近（48～51HZ）接近于一条直线，如图所示。 直线的斜率为：;δ是调度部门必须掌握的一个数据！;三、发电机组的功率—频率特性;（一）机械式调速器简介;2）转速上升后 →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〞 ， 即汽门开大到某一位置时，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。 ;（二）发电机组的功率—频率静态特性;（三）发电机组的静态调差系数R;发电机组的功率—频率静态特性系数KG*;（四）调差特性与机组间有功功率分配的关系 ;当系统负荷增加，经过调速器调节后，系统频率稳定在f1， 这时1号发电机组的负荷为P1′，增加了△P1； 2号发电机组的负荷为P2′，增加了△P2； 两台发电机组的增量之和为△PL 。; 结论： 当发电机组的功率增量用各自的标么值表示时，发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比，与单位调节功率成正比。 调差系数小的机组承担的负荷增量标么值就会增大，而调差系数大的机组承担的负荷增量标么值就会变小。 ;2、 调节特性的失灵区;(2)失灵区的影响 由于调速器的频率调节特性是条带子，因此会导致各并联运行的发电机组间有功功率的分配产生误差。 对应于一定的失灵度,最大误差功率与调差系数R存在如下关系:;（1）△PW*与失灵度成正比，而与调差系数成反比。 过小的调差系数将会引起较大的功率分配误差，所以调差系数R的值不能太小。 （2）不灵敏区的存在虽然会引起一定的功率误差或频率误差。但是，不灵敏区不能太小或完全没有。 因为当不灵敏区不能太小或完全没有，当系统频率发生微小波动时，调速器也要调节，这样会使阀门的调节过分频繁。;四、电力系统的频率特性;四、电力系统的频率特性;2、当系统中的负荷增加△PL时: 即负荷由PL1增加到PL2，也就是将PL1(?f?)曲线平行移到PL2(?f?)曲线， （1）假设此时系统内的所有机组均无调速器： 机组的输入功率恒定为PT且等于PL1，则系统频率将逐渐下降，负荷所取用的有功功率也将逐渐减小。 依靠负荷调节效应系统达到新的平衡， 运行点移到图中2点。;（2）实际上各发电机组均装有调速器;;五、电力系统的频率调整; 2、一次调频的情况:;（二）二次调频; 通过伺服电动机改变D点的位置，就可以达到将调速器特性上下平移的目的。;进行二次调频时： 在同步器的作用下，机组的功频特性上移到PG2(?f?)， 运行点也随之移到3点，此时的频率为f3。 由图6.10可知，系统负荷的增量 △PL =PL2-PL1由三部分组成， 可表示为：;进一步进行二次调频时： 在同步器的作用下，机组的功频特性上移到PG3(?f?)，运行点也随之移到6点，此时的频率恢复为fN