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1,電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析,合肥工業(yè)大學(xué) 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,2,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,3,5 電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整,5.1 電力系統(tǒng)中有功功率的平衡,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,一、有功功率負(fù)荷的變化和調(diào)整控制,變動(dòng)周期小于10s,變化幅度較小,變動(dòng)周期在(10s,180s),變化幅度較大,變化周期最長(zhǎng),變化幅度也很大,系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷組成:,有功功率負(fù)荷的變化會(huì)造成什么問(wèn)題?,由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行頻率的一次調(diào)整,由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器進(jìn)行頻率的二次調(diào)整,根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷,在各機(jī)組間按最優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行負(fù)荷分配,缺電情況下,另有負(fù)荷控制(負(fù)荷需求側(cè)管理),4,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,二、有功功率負(fù)荷曲線的預(yù)計(jì),負(fù)荷:電力需求量(功率)或用電量; 負(fù)荷預(yù)測(cè):根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行特性、增容決策、自然條件與社會(huì)影響等諸多因素,在滿足一定精度要求的條件下,確定未來(lái)某特定時(shí)刻的負(fù)荷數(shù)據(jù)。 負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,是能量管理系統(tǒng)(EMS)的一個(gè)重要模塊。,系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)包括最大負(fù)荷功率、負(fù)荷電量及負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)。 最大負(fù)荷功率預(yù)測(cè)確定電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備及輸變電設(shè)備的容量。 為選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)組類(lèi)型、電源結(jié)構(gòu)及燃料計(jì)劃等,必須預(yù)測(cè)負(fù)荷及電量。 負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)可為研究電力系統(tǒng)的峰值、抽水蓄能電站的容量以及發(fā)輸電設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行提供數(shù)據(jù) 。,5,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,二、有功功率負(fù)荷曲線的預(yù)計(jì),負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)目的不同可分為超短期、短期、中期和長(zhǎng)期。,電力負(fù)荷預(yù)測(cè)分為經(jīng)典預(yù)測(cè)方法和現(xiàn)代預(yù)測(cè)方法。 經(jīng)典預(yù)測(cè)方法:趨勢(shì)外推法、時(shí)間序列法、回歸分析法。 現(xiàn)代預(yù)測(cè)方法:灰色數(shù)學(xué)理論、專(zhuān)家系統(tǒng)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊預(yù)測(cè)理論等。,6,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,二、有功功率負(fù)荷曲線的預(yù)計(jì),兩種曲線上最大、最小負(fù)荷等特征點(diǎn)應(yīng)一致; 兩種曲線下的面積,即消耗的電量應(yīng)該相等。,根據(jù)用電大戶申報(bào)的預(yù)計(jì)負(fù)荷,并參照長(zhǎng)期累積的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),匯總、調(diào)整用戶的用電,并加上網(wǎng)絡(luò)損耗。 應(yīng)特別注意氣象條件的變化。,編制預(yù)計(jì)負(fù)荷曲線時(shí),網(wǎng)絡(luò)損耗和廠用電是兩個(gè)重要指標(biāo)。,與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)的不變損耗(變壓器空載損耗),與負(fù)荷的平方成正比的可變損耗(變壓器和線路電阻中的損耗),6%10%,水電廠的廠用電率非常?。?.1%1%),火電廠的廠用電率大得多(5%8%),核電廠的廠用電率比較大(4%5%),7,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,三、有功功率電源和備用容量,系統(tǒng)電源容量:可投入發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和。,(用電負(fù)荷、網(wǎng)損、廠用電),熱備用、冷備用;,負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用。,2%5%,運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)出的最大功率與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷之差,又稱(chēng)運(yùn)轉(zhuǎn)備用或旋轉(zhuǎn)備用。,調(diào)整系統(tǒng)中短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)并擔(dān)負(fù)計(jì)劃外的負(fù)荷增加而設(shè)置的備用。,使電力用戶在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然性事故時(shí)不受?chē)?yán)重影響并維持系統(tǒng)正常供電所需的備用。,系統(tǒng)備用容量:系統(tǒng)電源容量超過(guò)發(fā)電負(fù)荷的部分。,未運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。檢修中的發(fā)電設(shè)備不屬于冷備用。,使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用。,考慮負(fù)荷超計(jì)劃增長(zhǎng)而設(shè)置的備用。,5%10%,8,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,5.2 電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配,有功電源的最優(yōu)組合,有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配,機(jī)組的合理開(kāi)停(最優(yōu)組合順序、最優(yōu)組合數(shù)量、最優(yōu)開(kāi)停時(shí)間), 涉及電力系統(tǒng)中冷備用容量的合理分布問(wèn)題, 方法有最優(yōu)組合順序法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、整數(shù)規(guī)劃法。,系統(tǒng)的有功功率負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電機(jī)或發(fā)電廠的合理分配, 涉及電力系統(tǒng)熱備用容量的合理分布問(wèn)題, 方法是按所謂等耗量微增率準(zhǔn)則的分配。,9,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,火電廠的特點(diǎn),怎么組合呢?,具有技術(shù)最小負(fù)荷; 開(kāi)停機(jī)耗時(shí)、費(fèi)錢(qián)、易損設(shè)備; 急劇變動(dòng)負(fù)荷時(shí)耗時(shí)且費(fèi)錢(qián); 各類(lèi)型火電機(jī)組效率不同; 熱電機(jī)組效率高由熱負(fù)荷定其最小出力。,火電廠一般以承擔(dān)基本不變的負(fù)荷為宜。,核電廠的特點(diǎn),具有技術(shù)最小負(fù)荷; 開(kāi)停機(jī)或急劇變動(dòng)負(fù)荷時(shí)耗時(shí)、費(fèi)錢(qián)、易損設(shè)備; 一次投資大,運(yùn)行費(fèi)用小。,核電廠原則上應(yīng)持續(xù)承擔(dān)額定容量負(fù)荷。,水電廠的特點(diǎn),具有強(qiáng)迫功率和技術(shù)最小負(fù)荷; 開(kāi)停機(jī)或急劇變動(dòng)負(fù)荷時(shí)省時(shí)、省錢(qián)、省心; 可發(fā)功率受水頭和水庫(kù)類(lèi)型(無(wú)調(diào)節(jié)水庫(kù)、有調(diào)節(jié)水庫(kù)、抽水蓄能電廠)限制。,水電廠應(yīng)根據(jù)水庫(kù)類(lèi)型不同、洪水與枯水季節(jié)不同來(lái)合理分配負(fù)荷。,10,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,各類(lèi)發(fā)電廠的合理組合,洪水季節(jié),枯水季節(jié),負(fù)荷曲線的最高部分的調(diào)頻任務(wù)由系統(tǒng)中的大水電廠承擔(dān)。,負(fù)荷曲線的最高部分的調(diào)頻任務(wù)由系統(tǒng)中的中溫中壓火電廠承擔(dān)。,抽水蓄能電廠在其發(fā)電期間也可參加調(diào)頻。,圖5-4,怎么組合呢?,怎么分配呢?,11,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,二、最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件,1、耗量特性,發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源與發(fā)出的有功功率之間的關(guān)系(發(fā)電設(shè)備輸入與輸出的關(guān)系),比耗量(單位時(shí)間內(nèi)輸入能量與輸出功率之比),耗量微增率(單位時(shí)間內(nèi)輸入能量微增量與輸出功率微增量之比),比耗量與耗量微增率之間的關(guān)系?,兩者單位相同,但概念不同,數(shù)值一般也不相等,只有在特殊點(diǎn)上兩者數(shù)值相等,其值稱(chēng)為最小比耗量。,前面所述的合理組合發(fā)電設(shè)備的方法之一就是按最小比耗量由小到大的順序安排的。,怎么分配呢?,12,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,怎么分配呢?,兩臺(tái)發(fā)電機(jī)如何分配輸出功率使得兩臺(tái)機(jī)組的總耗量之和最???,負(fù)荷在機(jī)組間分配負(fù)荷功率時(shí),如果它們的燃料消耗微增率相等,則總的燃料消耗量是最小的,即按等耗量微增率準(zhǔn)則進(jìn)行分配。,13,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,2、目標(biāo)函數(shù)和約束條件,對(duì)于水電廠來(lái)說(shuō),其消耗的水資源也有可能受到限制。,最優(yōu)化:是指人們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程或生活中為某個(gè)目的而選擇的一個(gè)“最好”方案或一組“得力”措施以取得“最佳”效果這樣一個(gè)宏觀過(guò)程。,目標(biāo)函數(shù):所有機(jī)組在滿足運(yùn)行要求的前提下單位時(shí)間內(nèi)的能源消耗最少。,等式約束條件:有功功率保持平衡。,不等式約束條件:發(fā)電設(shè)備的有功出力、無(wú)功出力和節(jié)點(diǎn)電壓不得越界。,14,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,三、最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的等耗量微增率準(zhǔn)則,根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和等式約束條件建立一個(gè)新的、不受約束的目標(biāo)函數(shù)拉格朗日函數(shù)。,當(dāng)總負(fù)荷為700MW和400MW時(shí),三臺(tái)發(fā)電機(jī)組的功率如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配?,15,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,三、最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的等耗量微增率準(zhǔn)則,當(dāng)總負(fù)荷為700MW和400MW時(shí),三臺(tái)發(fā)電機(jī)組的功率如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配?,PG1=168MW,PG2=270MW,PG3=262MW,PG1=99MW,PG2=147MW,PG3=154MW,PG1=176MW、 PG2=250MW、 PG3=274MW PG1=100MW、 PG2=147MW、 PG3=153MW,對(duì)于有功功率限制,計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)某發(fā)電設(shè)備越過(guò)下限或上限,則該發(fā)電設(shè)備就直接取其下限值或上限值,不參加最優(yōu)分配計(jì)算,而其他發(fā)電設(shè)備重新對(duì)剩余的其他負(fù)荷量進(jìn)行最優(yōu)分配計(jì)算。,怎么繪制耗量微增率曲線?,16,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,三、最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的等耗量微增率準(zhǔn)則,當(dāng)總負(fù)荷為700MW和400MW時(shí),三臺(tái)發(fā)電機(jī)組的功率如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配?,怎么繪制耗量微增率曲線?,387.5,651.58,742.86,750,如果電廠間的煤價(jià)不一樣呢?,17,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,三、最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的等耗量微增率準(zhǔn)則,若要考慮燃料價(jià)格的影響,按電能成本進(jìn)行最優(yōu)分配時(shí),將耗量微增率乘以成本價(jià)格得到耗量成本微增率,再按“等電能成本微增率準(zhǔn)則”分配電廠的出力。,如果電廠間的煤價(jià)不一樣呢?,水電廠怎么考慮?,18,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,四、等耗量微增率準(zhǔn)則的推廣應(yīng)用,水電廠怎么考慮?,仍然采用拉格朗日函數(shù)的方法,但是需要加入“水電廠消耗的水量受到水庫(kù)調(diào)度的等式約束條件”,除了火電廠最優(yōu)分配時(shí)加入的拉格朗日乘數(shù)外,還需要增加一個(gè)拉格朗日乘數(shù),稱(chēng)為水煤換算系數(shù),單位是“t(煤)/m3(水)”,按發(fā)出相同數(shù)量的電功率進(jìn)行比較,1立方米的水相當(dāng)于噸煤。把水電廠的水耗量乘以,相當(dāng)于把水換成了煤,水電廠就變成了等值的火電廠,然后直接套用火電廠間負(fù)荷分配的等微增率準(zhǔn)則。,大家自己自學(xué)!,豐水季節(jié)、枯水季節(jié)水煤換算系數(shù)的不同?,19,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,網(wǎng)絡(luò)損耗怎么考慮?,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,五、網(wǎng)絡(luò)損耗的修正,網(wǎng)絡(luò)損耗怎么考慮?,經(jīng)過(guò)網(wǎng)損修正后的等微增率準(zhǔn)則,網(wǎng)損修正系數(shù),網(wǎng)損微增率,說(shuō)明電廠出力增加會(huì)引起網(wǎng)損的增加。,說(shuō)明電廠出力增加會(huì)引起網(wǎng)損的減少。,21,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,5.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整,一、頻率調(diào)整的必要性,對(duì)用戶的影響 影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,降低產(chǎn)品質(zhì)量 影響電子設(shè)備的工作 對(duì)系統(tǒng)和發(fā)電廠的影響(低頻時(shí)) 輔機(jī)功能下降 汽輪機(jī)葉片諧振 發(fā)電機(jī)降額運(yùn)行 變壓器降低負(fù)荷 無(wú)功負(fù)荷增大使得系統(tǒng)電壓下降 頻率下降過(guò)多時(shí)甚至整個(gè)系統(tǒng)解列,二、自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性,1、自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng),22,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,A,B,C,D,E,F,汽(水),調(diào)頻器,飛擺,彈簧,錯(cuò)油門(mén),(1)轉(zhuǎn)速恒定、頻率穩(wěn)定時(shí),各杠桿處于平衡狀態(tài),活塞不移動(dòng)。,(2)當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),轉(zhuǎn)速下降,離心力減小。,油動(dòng)機(jī),23,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,B,D,E,F,汽(水),調(diào)頻器,飛擺,彈簧,錯(cuò)油門(mén),(1)轉(zhuǎn)速恒定、頻率穩(wěn)定時(shí),各杠桿處于平衡狀態(tài),活塞不移動(dòng)。,(2)當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),轉(zhuǎn)速下降,離心力減小。A點(diǎn)下移至A,C點(diǎn)下降到C,F(xiàn)點(diǎn)下降到F,E點(diǎn)下降到E。,A,C,(3)錯(cuò)油門(mén)活塞下移,油動(dòng)機(jī)活塞上升。進(jìn)氣量上升,轉(zhuǎn)速上升,A上移,B點(diǎn)上移,BCA杠桿平移上升。,油動(dòng)機(jī),24,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,B,D,E,F,汽(水),調(diào)頻器,飛擺,彈簧,錯(cuò)油門(mén),油動(dòng)機(jī),(1)轉(zhuǎn)速恒定、頻率穩(wěn)定時(shí),各杠桿處于平衡狀態(tài),活塞不移動(dòng)。,(2)當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),轉(zhuǎn)速下降,離心力減小。A點(diǎn)下移至A,C點(diǎn)下降到C,F(xiàn)點(diǎn)下降到F,E點(diǎn)下降到E。,A,C,(3)錯(cuò)油門(mén)活塞下移,油動(dòng)機(jī)活塞上升。進(jìn)氣量上升,轉(zhuǎn)速上升,A上移,B點(diǎn)上移,BCA杠桿平移上升。,(4)C點(diǎn)回到C點(diǎn),平移結(jié)束,重新達(dá)到平衡狀態(tài)。,A,B,(5)調(diào)頻器動(dòng)作,,有差調(diào)節(jié)特性,25,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,B,D,E,F,汽(水),調(diào)頻器,飛擺,彈簧,錯(cuò)油門(mén),油動(dòng)機(jī),(1)轉(zhuǎn)速恒定、頻率穩(wěn)定時(shí),各杠桿處于平衡狀態(tài),活塞不移動(dòng)。,(2)當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),轉(zhuǎn)速下降,離心力減小。A點(diǎn)下移至A,C點(diǎn)下降到C,F(xiàn)點(diǎn)下降到F,E點(diǎn)下降到E。,A,C,(3)錯(cuò)油門(mén)活塞下移,油動(dòng)機(jī)活塞上升。進(jìn)氣量上升,轉(zhuǎn)速上升,A上移,B點(diǎn)上移,BCA杠桿平移上升。,(4)C點(diǎn)回到C點(diǎn),平移結(jié)束,重新達(dá)到平衡狀態(tài)。,A,B,(5)調(diào)頻器動(dòng)作,D點(diǎn)上移,E點(diǎn)下降,有差調(diào)節(jié)特性,26,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,B,D,E,F,汽(水),調(diào)頻器,飛擺,彈簧,錯(cuò)油門(mén),油動(dòng)機(jī),(1)轉(zhuǎn)速恒定、頻率穩(wěn)定時(shí),各杠桿處于平衡狀態(tài),活塞不移動(dòng)。,(2)當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),轉(zhuǎn)速下降,離心力減小。A點(diǎn)下移至A,C點(diǎn)下降到C,F(xiàn)點(diǎn)下降到F,E點(diǎn)下降到E。,C,(3)錯(cuò)油門(mén)活塞下移,油動(dòng)機(jī)活塞上升。進(jìn)氣量上升,轉(zhuǎn)速上升,A上移,B點(diǎn)上移,BCA杠桿平移上升。,(4)C點(diǎn)回到C點(diǎn),平移結(jié)束,重新達(dá)到平衡狀態(tài)。,有差調(diào)節(jié)特性,A,B,B,A,D,F,F,E,A,E,(5)調(diào)頻器動(dòng)作,D點(diǎn)上移,E點(diǎn)下降,錯(cuò)油門(mén)和油動(dòng)機(jī)動(dòng)作,BCA杠桿平移上升。直到A回到A點(diǎn)。,無(wú)差調(diào)節(jié)特性,27,二、自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性,1、自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng),2、電源有功功率靜態(tài)頻率特性,各變量都是標(biāo)幺值,在葉片上施加的轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)速很小時(shí),雖然轉(zhuǎn)矩很大,但因輸出功率為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積,所以輸出功率Pm很小;當(dāng)轉(zhuǎn)速很快時(shí),由于轉(zhuǎn)矩很小,功率輸出也很小。只有在額定條件下,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩適中,它們的乘積最大,功率輸出也最大。,如果有調(diào)速器呢?,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,28,二、自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性,1、自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng),2、電源有功功率靜態(tài)頻率特性,發(fā)電機(jī)的調(diào)速器隨機(jī)組轉(zhuǎn)速的變動(dòng)不斷改變進(jìn)汽或進(jìn)水量,使原動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)不斷從一根靜態(tài)頻率特性曲線向另一根靜態(tài)頻率特性曲線過(guò)渡。,如果有調(diào)速器呢?,1,2,3,為簡(jiǎn)化分析,常用直線1-2-3,代替曲線1-2-3,認(rèn)為進(jìn)汽或進(jìn)水量達(dá)到最大后,原動(dòng)機(jī)功率可保持不變。,3,如果有調(diào)頻器呢?,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,僅靠調(diào)速器進(jìn)行功率調(diào)節(jié)是一種有差調(diào)節(jié)。,各變量都是標(biāo)幺值,29,發(fā)電機(jī)的調(diào)速器隨機(jī)組轉(zhuǎn)速的變動(dòng)不斷改變進(jìn)汽或進(jìn)水量,使原動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)不斷從一根靜態(tài)頻率特性曲線向另一根靜態(tài)頻率特性曲線過(guò)渡。,如果有調(diào)速器呢?,1,2,3,為簡(jiǎn)化分析,常用直線1-2-3,代替曲線1-2-3,認(rèn)為進(jìn)汽或進(jìn)水量達(dá)到最大后,原動(dòng)機(jī)功率可保持不變。,3,如果有調(diào)頻器呢?,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器動(dòng)作后,使原動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)不斷從一根“有一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線”過(guò)渡到另一根“有一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線”。,為簡(jiǎn)化分析,常用直線I-II,代替曲線I-II ,表示一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線平行移動(dòng)(上移或下移)。,有調(diào)頻器進(jìn)行功率調(diào)節(jié)是一種無(wú)差調(diào)節(jié)。,能不能定量計(jì)算呢?,僅靠調(diào)速器進(jìn)行功率調(diào)節(jié)是一種有差調(diào)節(jié)。,30,發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率表示隨頻率的升降,發(fā)電機(jī)輸出功率減少或增加的多寡。,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,能不能定量計(jì)算呢?,三、頻率的一次調(diào)整,發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率(MW/HZ),發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù),汽輪發(fā)電機(jī)KG*=33.320。,水輪發(fā)電機(jī)KG*=5025。,說(shuō)明火電、水電機(jī)組的頻率特性相差很大。,如何考慮負(fù)荷的頻率特性?,31,負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率表示隨頻率的升降,負(fù)荷消耗功率增加或減少的多寡。,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,三、頻率的一次調(diào)整,,f,Pm,負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率(MW/HZ),負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率或頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)不能像發(fā)電機(jī)組那樣整定,一般其標(biāo)幺值大致為1.5。,PL,fO,PO,PLO,O,O,PL,A,B,PL(f)與PG(f)相交于O點(diǎn)(fO、PO),負(fù)荷增加PLO,PL(f)曲線變化為PL(f),發(fā)電機(jī)與負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整,PL(f)與PG(f)相交于O點(diǎn)(fO、PO),fO,PO,f=fO-fO0,32,系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率表示當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加或減少時(shí),在原動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多寡。,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,,f,Pm,系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率(MW/HZ),負(fù)荷增加頻率下降,PL,fO,PO,PLO,O,O,PL,A,B,PL(f)與PG(f)相交于O點(diǎn)(fO、PO),負(fù)荷增加PLO,PL(f)曲線變化為PL(f),發(fā)電機(jī)與負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整,PL(f)與PG(f)相交于O點(diǎn)(fO、PO),fO,PO,f=fO-fO0,發(fā)電機(jī)組按有差特性增加輸出。,負(fù)荷實(shí)際取用的功率因頻率的下降而有所減少。,KS越大系統(tǒng)頻率越穩(wěn)定,但可否為無(wú)窮大?,n臺(tái)發(fā)電機(jī)?,33,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,n臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率(MW/HZ),多臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)的頻率變化比一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)的要小得多。,n臺(tái)發(fā)電機(jī)?,KG*?,在計(jì)算KG或時(shí),若其中的第j臺(tái)機(jī)組已經(jīng)滿載,則當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),應(yīng)當(dāng)取:KGj=0或 j=。,當(dāng)負(fù)荷減少,而某臺(tái)機(jī)組已經(jīng)在其最小技術(shù)出力的時(shí)候怎么辦?,34,某電力系統(tǒng)現(xiàn)處于額定頻率,總裝機(jī)容量的一半機(jī)組已完全利用,其余25%為火電廠,有10%備用容量,其單位調(diào)節(jié)功率為16.6;25%為水電廠,有20%的備用容量,其單位調(diào)節(jié)功率為25;系統(tǒng)有功負(fù)荷點(diǎn)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL*=1.5。 試求(1)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率KS*; (2)負(fù)荷功率增加5%時(shí)的穩(wěn)態(tài)頻率f; (3)如頻率容許降低0.2Hz,系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量;,備用系數(shù),35,當(dāng)發(fā)電機(jī)組二次調(diào)頻增發(fā)的功率恰好等于負(fù)荷功率的原始增量時(shí),f=0,即實(shí)現(xiàn)了所謂的“無(wú)差調(diào)節(jié)”。,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,四、頻率的二次調(diào)整,,f,Pm,PL,fO,PO,PLO,O,O,PL,A,B,fO,PO,C,PO,fO,O,二次調(diào)頻發(fā)電機(jī)的功率增量,一次調(diào)頻發(fā)電機(jī)的功率增量,負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)得到的功率增量,當(dāng)系統(tǒng)中的負(fù)荷變化時(shí),配置了調(diào)速器的機(jī)組在有可調(diào)容量時(shí),都會(huì)參與一次調(diào)頻的過(guò)程,而二次調(diào)頻一般只有一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)組(1個(gè)或幾個(gè)電廠)承擔(dān),稱(chēng)為主調(diào)頻機(jī)組(廠)。,36,合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整,KA PGA PLA,KB PGB PLB,Pab,兩者為0的條件相同嗎?,f=0的條件是:二次調(diào)頻增量等于負(fù)荷增量,Pab=
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