第五章_电力系统频率及有功功率的自动调节.pptx

第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节 发电自动控制示意图 第一节 电力系统的频率特性 一、概述 频率是电能质量的重要指标之一。 电网稳态条件下的频率 f 是全系统一致的运行参数 忽略机组内部损耗时： 如果由于负荷的突然变动，是发电机组的输出功率增加 则： 机组的输入功率小于负荷要求功率，为了保持平衡，把转子的一部分动能转化成电功率，使发电机转速降低，系统的频率下降。 第一节 电力系统的频率特性 频率变化是系统负荷与电源之间的功率失去平衡所致。 调频与有功功率调节密不可分。 电力系统负荷不断变化，原动机输入功率变化缓慢，频率 波动在所难免。 电力系统运行的主要任务之一，就是对频率进行监视和控制。 频率偏差允许范围：一般偏差不超过± 0.2Hz，有点地区为± 0.1Hz 机组的动能 电力系统的频率特性 电网频率变动情况 t P 持续分量 脉动分量 随机分量 负荷瞬时变动情况 二 电力系统负荷的功率—频率特性 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叫做负荷的功率—频率特性。 与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等； 与频率成正比的负荷，如切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等； 与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗，但这种损耗在电网有功 损耗中所占比重较小; 与频率的三次方成比例的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环水泵等; 与频率的更高次方成比例的负荷，如静水头阻力很大的给水泵等。 电力系统中各种有功负荷与频率的关系，可以归纳为以下几类， 负荷的功率—频率特性一般表达式 一般情况下，取到三次方即可。 负荷的组成和性质确定后，负荷静态频率特性也确定。 电力系统的频率特性 电力系统负荷的功率 - 频率特性 负荷的静态频率特性： 频率下降时，负荷功率也下降到 ； 频率上升时，负荷功率也上升到 。 系统功率失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用。系统的负荷随频率下降的负荷特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平衡，这种现象称为负荷调节效应。 f PL fN fb PLN PLb a b 负荷的频率调节效应系数 负荷的有功功率－频率静态特性简化表达 在电力系统运行中，允许频率变化的范围是很小的，负荷有功－频率静态特性用一条近似直线来表示。 是系统调度部门要求掌握的实测数据，取值范围在1~3之间。 取决于负荷的性质，与各类负荷所占的比例有关。 例5-1 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％.试求当系统频率由50HZ 下降到47HZ时,负荷功率变化的百分数及其相应的KL*的大小. 解: 由公式可以求出频率下降到47HZ时系统的负荷为: PL* ＝ a0+a1f*+a2f*2+a3f*3 =0.3+0.4×0.94+0.1×0.942+0.2× 0.943=0.93 Δ f%=(1-47 / 50) ×100%=6% 于是 KL*=ΔPL*% / Δf*%= 7 / 6 =1.17 例5-2 某电力系统总有功负荷为3200MW(包括电网的有功 损耗),系统的频率为50HZ,若KL*=1.5,试求KL . 解 由式(4-8)可得 KL = KL* ×( PLN / fN ) = 1.5 × ( 3200 / 50 ) = 96 ( MW / HZ ) 若系统负荷增长到3650MW时,则有 KL = 1.5 × ( 3650 / 50 ) = 109.5 ( MW / HZ ) * 由此可知, KL的数值与系统的负荷大小有关. 三、发电机组的功率——频率特性 三、发电机组的功率——频率特性 （一）发电机的功率 - 频率特性 发电机转矩方程： 功率方程： 无调速器时，转速和转矩都为额定值， 输出功率最大值。 三、发电机组的功率——频率特性 （一）发电机的功率 - 频率特性 但发电机配置调速器后，随着转速的变动，不断调节进气量，使原动机的运行点从一条静态特性曲线向另一条静态特性曲线过渡。 有调速系统的发电机功率-频率特性： 功率调整时，频率有变化，为有差调节特性。 特性曲线的斜率为： 标么化：