電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第五章new.ppt

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=