電力系統(tǒng)控制及調(diào)度自動化第四章

1、第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第一節(jié)電力系統(tǒng)頻率控制的意義和基本方法一、頻率控制的必要性一、頻率控制的必要性 始終保持電力系統(tǒng)頻率在允許的很小范圍內(nèi)波動，是電力系統(tǒng)運行控制的最基本目標(biāo)，也是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng) 的最重要任務(wù)。 電力系統(tǒng)正常運行時，頻率應(yīng)保持在500.2Hz的范圍內(nèi)。當(dāng)采用現(xiàn)代自動調(diào)頻裝置時，誤差可以不超過0.050.15Hz。 如果頻率長期低于其允許值，對用戶、發(fā)電廠及電力系統(tǒng)本身都極為有害。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第一節(jié)電力系統(tǒng)頻率控制的意義和基本方法二、頻率控制的基本方法二、頻率控制的基本方法 在穩(wěn)態(tài)情況下，電力系統(tǒng)的頻率是一個全系統(tǒng)一致的運行參數(shù)。對系統(tǒng)中的每一臺發(fā)電機而言

2、，其頻率f與轉(zhuǎn)速n都有如下的關(guān)系： 式中：p發(fā)電機極對數(shù)（一般汽輪發(fā)電機p=1，水輪發(fā)電機則多達(dá)2042對極）；n發(fā)電機組轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分（一般汽輪發(fā)電機是3000轉(zhuǎn)/分）。 顯然，要求系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，也就是要求系統(tǒng)中所有發(fā)電機的轉(zhuǎn)速都保持穩(wěn)定。頻率控制的方法也就是保持發(fā)電機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的控制方法。60pnf 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第一節(jié)電力系統(tǒng)頻率控制的意義和基本方法 要保持系統(tǒng)中各發(fā)電機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變，就必須使發(fā)電機組輸出的電功率(即所分擔(dān)的電力負(fù)荷)和輸入的原動功率(汽輪機由進(jìn)汽量決定，水輪機由進(jìn)水量決定)相平衡。 保持動態(tài)平衡的唯一方法，使發(fā)電機組的原動功率(對應(yīng)著發(fā)電機組的實際出力

3、)緊緊跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷的變化而變化。 因此，頻率控制的問題，實質(zhì)上就是對系統(tǒng)中所有發(fā)電機有功出力的控制和調(diào)節(jié)問題。 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性一、負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性一、負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性 電力系統(tǒng)中不同種類的負(fù)荷，對頻率變化的敏感程度是不一樣的，大體上可分成三類： 第一類負(fù)荷吸收的有功功率基本不受頻率變化影響，如照明、電熱等； 第二類負(fù)荷所吸收的有功近似地與頻率成正比，如球磨機、壓縮機、機床等； 第三類負(fù)荷所吸收的有功與頻率的高次方成比例，包括各種風(fēng)機、高壓水泵等。 系統(tǒng)實際負(fù)荷是上述各類負(fù)荷的組合，常稱為綜合負(fù)荷。 5一般可表示為：230123()nlLNneeeeff

4、ffPaaaaaPffff有功負(fù)荷是和頻率相關(guān)的，即)(fFPL有功負(fù)荷隨頻率而改變的特性叫做負(fù)荷的功率功率- -頻率特頻率特性性，是負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性，靜態(tài)頻率特性，也稱作負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)。負(fù)荷的綜合功率-頻率特性是非線性曲線，第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性 從圖可見，系統(tǒng)頻率下降后，綜合負(fù)荷所吸收的有功功率也會“自動地”下降一些，這種效應(yīng)將有助于系統(tǒng)頻率的恢復(fù)。因為正是由于系統(tǒng)中有功功率供少需多，才導(dǎo)致系統(tǒng)頻率下降。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷突然增大時，由于機械慣性的影響，發(fā)電機組的出力調(diào)節(jié)不能及時跟蹤上，頻率便有所下降，這時負(fù)荷所吸收的有功功率“自動”減少一些，顯然等于

5、是幫了發(fā)電機的忙。 這種現(xiàn)象稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性LLPKf*LLPKf 在頻率變化范圍為4550Hz時，綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性接近直線。該直線斜率當(dāng)用標(biāo)幺值表示時(功率以系統(tǒng)總負(fù)荷為基準(zhǔn)值)： 稱負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率，表示綜合負(fù)荷吸收的有功隨頻率下降而減少的量。負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率是不能人為整定的。 是無量綱常數(shù)。一般情況下 (13) ，它表明系統(tǒng)頻率變化1時，有功負(fù)荷變化的百分?jǐn)?shù)約為1%3%。LK*LK第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性二二、發(fā)電機組發(fā)電機組的頻率特性的頻率特性 每臺發(fā)電機組都裝有調(diào)速器，其轉(zhuǎn)速(頻率)隨其

6、有功出力變化的關(guān)系曲線，稱為發(fā)電機組的功率頻率特性，或稱靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，見圖： 為發(fā)電機組(或歸并成一臺等值發(fā)電機后的電力系統(tǒng))的調(diào)節(jié)特性。穩(wěn)態(tài)運行時，發(fā)電機組的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性近似一條稍許向下傾斜的直線。 為綜合負(fù)荷的調(diào)節(jié)特性，兩條曲線相交的A點，即為穩(wěn)態(tài)工作點，所對應(yīng)的有功功率為 頻率為 GPLP11()LGPPPP 此時1f第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性二二、發(fā)電機組發(fā)電機組的頻率特性的頻率特性 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加使頻率下降到 時，發(fā)電機組在調(diào)速器的調(diào)節(jié)下，有功出力自動增加到 ，此時新的運行點為B點。由于 ，顯然這是一種有差調(diào)節(jié)。所以圖42中向下傾斜的調(diào)節(jié)特性又稱為有差調(diào)節(jié)特

7、性。調(diào)節(jié)特性曲線斜率稱為發(fā)電機組的調(diào)差系數(shù)，記為： 2P2f21ffGfP GfP 負(fù)號表示功率增量與頻率增量符號相反10發(fā)電機組調(diào)差系數(shù)主要決定于調(diào)速器調(diào)速器的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，它與機組間有功功率的分配密切相關(guān)。*1GGPfK 對汽輪發(fā)電機組 或 ；)%64(*R256 .16*KG對水輪發(fā)電機組 或 。)%42(*R5025*KG在計算功率與頻率的關(guān)系時，常常采用調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)KG*發(fā)電機的功率-頻率特性系數(shù)，或單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率。一般發(fā)電機的調(diào)差系數(shù)或單位調(diào)節(jié)功率可以人為整定，一般為下列數(shù)值：1GGPfK 采用標(biāo)幺制：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性三三、電力系統(tǒng)電

8、力系統(tǒng)的頻率特性的頻率特性 電力系統(tǒng)包括許多發(fā)電機組和不同種類的負(fù)荷，電力系統(tǒng)的頻率特性即由發(fā)電機組的頻率特性和負(fù)荷的頻率特性組合而成。 如果用 表示全電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，則有如下關(guān)系： 如果用標(biāo)么值表示（以系統(tǒng)總負(fù)荷為統(tǒng)一基準(zhǔn)值）：SK12()SGGGnLKKKKK*1*2*()SGGG nLKKKKK第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第二節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性三三、電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率特性的頻率特性 電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率表示：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加(減少)時，在各機組調(diào)速器及負(fù)荷本身頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)的共同作用下，系統(tǒng)頻率最終下降(增加)的程度。 如果某臺發(fā)電機組已經(jīng)滿載，它的調(diào)速器將受到負(fù)荷限制器的限

9、制，因而不能再參加增功率的一次調(diào)整（可參加減功率的一次調(diào)整）。這時系統(tǒng)的等值單位調(diào)節(jié)功率中，就不應(yīng)再包括這臺機組的 (或者認(rèn)為此時該機組 =0)。GKGK第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機組都裝有調(diào)速器。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變動導(dǎo)致頻率變化時，調(diào)速器能夠感知發(fā)電機轉(zhuǎn)速(頻率)的變化，自動地調(diào)節(jié)進(jìn)汽閥門(或?qū)~)開度，改變發(fā)電機的有功功率，力求與系統(tǒng)負(fù)荷重新平衡。這是一種完全自動化的過程。 設(shè)圖4-2中系統(tǒng)的負(fù)荷突然增加，綜合負(fù)荷的頻率特性相應(yīng)抬高。這時的穩(wěn)態(tài)工作點移至B點。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的

10、頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機組都裝有調(diào)速器。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變動導(dǎo)致頻率變化時，調(diào)速器能夠感知發(fā)電機轉(zhuǎn)速(頻率)的變化，自動地調(diào)節(jié)進(jìn)汽閥門(或?qū)~)開度，改變發(fā)電機的有功功率，力求與系統(tǒng)負(fù)荷重新平衡。這是一種完全自動化的過程。 設(shè)圖4-2中系統(tǒng)的負(fù)荷突然增加，綜合負(fù)荷的頻率特性相應(yīng)抬高。這時的穩(wěn)態(tài)工作點移至B點。 有差調(diào)節(jié)21ff第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 設(shè)系統(tǒng)負(fù)荷有功功率總增量為 ，系統(tǒng)最終頻率變化為 ，則各發(fā)電組有功出力的增量分別為：Pf第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率

11、的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 經(jīng)過一次調(diào)整達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時，系統(tǒng)的頻率下降到(50 )Hz，而各機組出力增量的總和應(yīng)等于負(fù)荷總增量 ，即fP第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 此時各發(fā)電組有功功率增量為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 可見，在各機組調(diào)速器作用下，一次調(diào)整的結(jié)果產(chǎn)生了頻率偏差。其大小與系統(tǒng)負(fù)荷變化量 成正比。同時，各機組出力的變化量 也與系統(tǒng)總負(fù)荷變化量 成正比，而與機組自身的調(diào)差系數(shù) 成反比。已經(jīng)說過機組的調(diào)差系數(shù)是可以人為整定的，所以可以用改變機組

12、調(diào)差系數(shù)的方法，來改變發(fā)電機組承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷變化量的份額。PiP*P第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 用調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)單位調(diào)節(jié)功率 計算發(fā)電機有功功率變化量，更方便一些。計算公式變?yōu)镚K第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整一一、系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 中小電力系統(tǒng)常用此種有差調(diào)節(jié)方法，舉例如下：【例4-1】某電力系統(tǒng)中，占總?cè)萘?/2的機組已滿負(fù)荷；占總?cè)萘?0%的火電廠有10%的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為16.6；占總?cè)萘?0%的水電廠有25%的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為25；系統(tǒng)負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率為1.5

13、(標(biāo)幺值，以系統(tǒng)總負(fù)荷為基準(zhǔn))。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整【解】（1）計算系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率 ，設(shè)總?cè)萘?000MWSK第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第三節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率的頻率調(diào)整調(diào)整 可見，10000MW的系統(tǒng)，負(fù)荷突增460MW，頻率已下降到正常范圍下限，這是發(fā)電機組增功率和負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)的結(jié)果，一次調(diào)整對小幅，短周期負(fù)荷波動很有效，大幅波動就要進(jìn)行二次調(diào)節(jié)。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 二、系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 三、系統(tǒng)頻率的三次調(diào)整 所謂系統(tǒng)頻率的三次調(diào)節(jié)

14、，是指各發(fā)電廠執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)度預(yù)先下達(dá)的發(fā)電計劃，定時調(diào)控發(fā)電機有功出力(包括機組啟停)，或在非預(yù)計的負(fù)荷變化經(jīng)一次調(diào)整和二次調(diào)整積累到一定程度時，重新按經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則分配各發(fā)電廠的有功功率。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 四、發(fā)電機組調(diào)速器的基本原理 調(diào)速器是根據(jù)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速或者頻率的變化，自動控制調(diào)節(jié)汽輪機汽門開度或水輪機導(dǎo)水葉開度，從而自動調(diào)節(jié)進(jìn)入原動機的動力元素(蒸汽或水量)的數(shù)量，實現(xiàn)對發(fā)電機有功出力進(jìn)行控制的自動裝置。調(diào)速器分為機械液壓調(diào)速器和電氣液壓調(diào)速器兩大類型。圖4-3是機械液壓型調(diào)速器的示意圖，可以用來說明和理解一切類型調(diào)速器的基本工作原理。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 三、系統(tǒng)頻率的三次

15、調(diào)整第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 五、主調(diào)頻廠和基荷廠在頻率調(diào)整中的作用 在電力系統(tǒng)中，調(diào)頻任務(wù)須在各發(fā)電廠中進(jìn)行分工，實行分級調(diào)整。一般將發(fā)電廠分為三種：即主調(diào)頻廠、輔助調(diào)頻廠和非調(diào)頻廠(也稱基荷廠)。主調(diào)頻廠負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整，一般由一個發(fā)電廠擔(dān)任；輔助調(diào)頻廠是當(dāng)系統(tǒng)頻率超過了某一規(guī)定的偏移范圍后，協(xié)助主調(diào)頻廠參加調(diào)頻工作，通常由少數(shù)幾個發(fā)電廠擔(dān)任；而非調(diào)頻廠只按調(diào)度預(yù)先下達(dá)的負(fù)荷曲線(日發(fā)電計劃)運行，不主動參加調(diào)頻。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 五、主調(diào)頻廠和基荷廠在頻率調(diào)整中的作用 非調(diào)頻廠（基荷廠）承擔(dān)的基本負(fù)荷，是由系統(tǒng)調(diào)度員按照經(jīng)濟(jì)調(diào)度的原則預(yù)先計算確定的。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷突然增加，系統(tǒng)頻

16、率下降，基荷廠也由于調(diào)速器的調(diào)節(jié)而自動增加了出力。 由于一次調(diào)整改變了基荷廠原來的經(jīng)濟(jì)運行方式，系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性必然下降。故需把基荷廠增加的負(fù)荷平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移給調(diào)頻廠。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 五、主調(diào)頻廠和基荷廠在頻率調(diào)整中的作用 主調(diào)頻廠調(diào)節(jié)發(fā)電機組的調(diào)頻器(即抬高D點)，增加其輸出功率，提高系統(tǒng)頻率。基荷廠輸出功率因系統(tǒng)頻率提高而自動減小，通過調(diào)頻廠的二次調(diào)頻，基荷廠在一次調(diào)頻時增發(fā)的功率又全部轉(zhuǎn)移給了主調(diào)頻廠。從這個過程中可以看到，由于基荷廠的有差調(diào)節(jié)特性，在調(diào)頻開頭階段自動分擔(dān)了一些負(fù)荷的增量，使頻率的波動大大緩和了，然后在二次調(diào)頻中又平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移給主調(diào)頻廠，起到了很好的緩沖作用。第四章

17、電力系統(tǒng)頻率控制 五、主調(diào)頻廠和基荷廠在頻率調(diào)整中的作用 擔(dān)任系統(tǒng)主調(diào)頻廠需要具備以下條件： （1）具有足夠的調(diào)頻容量和調(diào)整范圍； （2）能比較迅速地調(diào)整輸出功率； （3）調(diào)整輸出功率時符合安全及經(jīng)濟(jì)運行原則； （4）輸出功率大幅度變化時與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線不會過載或失去穩(wěn)定。 在水火電廠并存的電力系統(tǒng)中，一般是選擇大容量水電廠擔(dān)任主調(diào)頻廠 在洪水季節(jié)，為了不使水庫棄水(泄洪)。應(yīng)讓水電廠連續(xù)滿發(fā)，這時主調(diào)頻廠則選擇中溫中壓火電廠。 基荷廠應(yīng)當(dāng)由原子能發(fā)電廠、大型煤礦坑口火電廠等類型發(fā)電廠擔(dān)任。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法 手動調(diào)頻方式已不能滿足日益

18、擴大的電力系統(tǒng)對頻率穩(wěn)定性的要求，現(xiàn)代的電力系統(tǒng)都普遍裝備了自動調(diào)頻裝置。自動調(diào)頻不僅反應(yīng)快，頻率波動幅度小，還可以同時顧及到其它方面的要求。 如保持兩個地區(qū)之間聯(lián)絡(luò)線功率交換為定值，實現(xiàn)有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配，配合系統(tǒng)的安全分析和安全校正等自動化功能等 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法 自動調(diào)頻是一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，在原理上由兩大部分組成。(1)機組控制器 用來控制調(diào)速器，使機組在額定頻率下發(fā)出設(shè)定的出力。 (2)負(fù)荷分配器 根據(jù)系統(tǒng)頻率和與相鄰系統(tǒng)交換功率偏差，按一定的準(zhǔn)則，算出各機組的設(shè)定出力。圖4-4所示為自動調(diào)頻系統(tǒng)的示意圖。 第四章 電力

19、系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法 圖中兩臺調(diào)頻機組的實際輸出功率，電力系統(tǒng)(一)與電力系統(tǒng)(二)之間聯(lián)絡(luò)線的交換功率，都通過遠(yuǎn)動通道傳到調(diào)度中心，加上就地測得的系統(tǒng)頻率偏差 ，由計算機按一定的分配準(zhǔn)則，計算出各調(diào)頻機組的設(shè)定輸出功率 、 ，經(jīng)遠(yuǎn)動通道傳到調(diào)頻機組的執(zhí)行機構(gòu)， 執(zhí)行機構(gòu)把這個設(shè)定值與機組反饋回來的實際輸出功率做比較，其差值經(jīng)放大環(huán)節(jié)放大后去控制調(diào)頻器的伺服馬達(dá)，改變調(diào)節(jié)特性，直到每一發(fā)電機組的實際輸出功率都等于分配來的設(shè)定值為止。f2SP1SP第四章 電力系統(tǒng)頻率控制

20、第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法自動調(diào)頻的幾種方法一、虛有差調(diào)節(jié)法一、虛有差調(diào)節(jié)法 在系統(tǒng)中的每一臺調(diào)頻機組上，都裝有反映系統(tǒng)頻率和有功功率的調(diào)節(jié)器，各調(diào)頻機組任何時刻都必須滿足以下方程式：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法一、虛有差調(diào)節(jié)法一、虛有差調(diào)節(jié)法 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法一、虛有差調(diào)節(jié)法一、虛有差調(diào)節(jié)法 這說明盡管在調(diào)節(jié)過程中頻率是有差的，但調(diào)節(jié)過程結(jié)束后頻率仍是無差的，所以稱為虛有差法，

21、調(diào)節(jié)過程結(jié)束時各調(diào)頻機組的出力為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法一、虛有差調(diào)節(jié)法一、虛有差調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)過程結(jié)束時各調(diào)頻機組的出力為： 這表明是按給定的功率分配系數(shù)分配負(fù)荷的。當(dāng)出現(xiàn)新的計劃外負(fù)荷增量時，在開始瞬間會產(chǎn)生頻率變化，于是調(diào)頻方程式被破壞，這時機組調(diào)節(jié)器便會調(diào)整發(fā)電機出力，最終使 ，在一個新的數(shù)值上重新滿足了調(diào)頻方程式：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法一、虛有差調(diào)節(jié)法一、虛有差調(diào)節(jié)法這種調(diào)頻方法的特點是：（1）調(diào)整過程中所有調(diào)頻機組同時動作，調(diào)頻速度較快。（2）調(diào)頻結(jié)束時 ，調(diào)頻機組間按給定比

22、例分配功率。（3）系統(tǒng)中的非調(diào)頻機組，僅參加一次調(diào)整，其發(fā)電輸出功率最后又都回到原值。（4）假如其中一臺調(diào)頻機組功率受到限制，或者是由于測量上的誤差，則導(dǎo)致：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法一、虛有差調(diào)節(jié)法一、虛有差調(diào)節(jié)法 為了補救（4）所述缺點，可以使其中一臺調(diào)頻機組按無差特性調(diào)節(jié)（假設(shè)1號機組），這樣就能保證調(diào)節(jié)結(jié)束時 ，此時調(diào)頻方程式為： 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法 實現(xiàn)虛有差調(diào)節(jié)法（下圖）需在調(diào)度中心設(shè)中央功率分配器，在調(diào)度中心和各調(diào)頻廠之間要有雙向遠(yuǎn)動通道第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié)

23、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 頻率積差調(diào)節(jié)法又稱為同步時間法，是根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差的累積值進(jìn)行調(diào)節(jié)的。先假定系統(tǒng)中只有一臺調(diào)頻機組，頻率積差調(diào)節(jié)法的工作方程為： 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 頻率積差調(diào)節(jié)法又稱為同步時間法，是根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差的累積值進(jìn)行調(diào)節(jié)的。先假定系統(tǒng)中只有一臺調(diào)頻機組，頻率積差調(diào)節(jié)法的工作方程為： 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 頻率積差調(diào)節(jié)法過程如下圖： 調(diào)頻機組開始持續(xù)地增大輸出

24、功率。這一過程直到 時刻為止(因 時刻頻率已恢復(fù)正常)。2t2t第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 在 時段，調(diào)頻機組增加的出力已與計劃外的負(fù)荷增量相等，系統(tǒng)以額定頻率穩(wěn)定運行，所以： 23tt 時刻后，負(fù)荷又減少了，使得：3t第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 調(diào)頻機組出力開始減少。直到 時刻，調(diào)頻機組功率增量又與計劃外負(fù)荷變化相平衡，頻率又恢復(fù)到了額定值 ，調(diào)頻過程又一次結(jié)束了。此時功率增量保持為 圖中陰影部分表示了系統(tǒng)的功率缺額或功率盈余情形。 4t

25、0f 2GP當(dāng)系統(tǒng)中有多臺調(diào)頻機組時。其工作方程為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 相加各機組工作方程，并認(rèn)為各機組的 都是相同的，且 等于系統(tǒng)總的計劃外負(fù)荷 ，則有： f dtGiPLP各機組： 上式表明，當(dāng)調(diào)節(jié)結(jié)束時，各調(diào)頻機組發(fā)電出力增量是按一定的比例自動地分擔(dān)了系統(tǒng)總的計劃外負(fù)荷，使系統(tǒng)有功功率重新平衡，實現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 積差調(diào)節(jié)法的缺點，是積差信號滯后于系統(tǒng)頻率的瞬時變化，調(diào)整過程緩慢。為此，增加頻率瞬時偏差

26、的信息。修改后的工作方程式變?yōu)椋?由上式得：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 當(dāng)出現(xiàn)計劃外負(fù)荷時，產(chǎn)生了頻差 ，上式右端第一項與 成正比，頻差越大，相應(yīng) 也越大，這就加速了調(diào)節(jié)過程。在調(diào)節(jié)結(jié)束時， ，即：fGiP0f f各機組相加得：所以有：各調(diào)頻機組按一定比例自動地分擔(dān)了系統(tǒng)總的計劃外負(fù)荷。 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 電力系統(tǒng)實現(xiàn)頻率積差調(diào)節(jié)有兩種方式：一種是集中調(diào)頻方式，即在調(diào)度中心裝設(shè)一套高精度的標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器，將其與系統(tǒng)頻率比較后產(chǎn)生頻

27、率積差信號 ，通過遠(yuǎn)動通道將此信號送到各調(diào)頻電廠，各調(diào)頻電廠再根據(jù)其運行方式分配給各調(diào)頻機組。這種方式的優(yōu)點是各調(diào)頻電廠的信號完全一致，但需要較多的運動通道。 k f dt集中調(diào)頻方式示意圖：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法二二、積積差調(diào)節(jié)法差調(diào)節(jié)法 另一種是分散調(diào)頻方式，每個調(diào)頻廠各裝設(shè)有一套頻率積差信號發(fā)生器，各廠就地產(chǎn)生 信號，這樣就不需要遠(yuǎn)動通道了。但是，各廠由于各自產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號不可能完全一致，總存在誤差，因而盡管系統(tǒng)頻率各廠都一樣，但 卻不完全相同，因而 信號不能完全一致，這樣，各廠就不可能同時結(jié)束調(diào)整工作。而只要還有一個調(diào)頻機組仍

28、在調(diào)節(jié)其輸出功率，系統(tǒng)沒有達(dá)到平衡，導(dǎo)致其它各調(diào)頻機組也要作出響應(yīng)并再進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)果就會造成無休止地調(diào)節(jié)下去，這顯然是十分有害的。如何保證各廠的信號完全一致，是分散調(diào)頻方式一個比較因難的問題。 k f dt k f dtf第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 目前我國的大區(qū)電網(wǎng)都包括了幾個省級電網(wǎng)，實行聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，省為實體的調(diào)度管理體制。省級電網(wǎng)都承擔(dān)了分區(qū)調(diào)頻工作。分區(qū)調(diào)頻的目標(biāo)是區(qū)內(nèi)負(fù)荷的計劃外增量要由本區(qū)內(nèi)的調(diào)頻機組承擔(dān)。在調(diào)節(jié)過程中，聯(lián)合電網(wǎng)中所有發(fā)電機組

29、都起了短時的支援作用，但調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，本區(qū)域與外區(qū)域的聯(lián)絡(luò)線交換功率應(yīng)保持在原來協(xié)議規(guī)定的計劃值上，盡量避免非協(xié)議范圍內(nèi)的功率在聯(lián)絡(luò)線上流通，造成電力市場的計價困難。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE)所示為大區(qū)電網(wǎng)與各省網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線頻率偏差控制方案示意圖。TBC為(Tie-Line Frequency Bias Control)的簡稱。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻

30、和分區(qū)控制誤差(ACE) 分區(qū)調(diào)頻不同于分散調(diào)頻。分區(qū)調(diào)頻方程式必須能夠判斷出當(dāng)時的負(fù)荷增量是否發(fā)生在本區(qū)范圍之內(nèi)，如判斷超出范圍，則本區(qū)調(diào)頻機組可以“不予理睬”。在各省的調(diào)度中心，調(diào)頻系統(tǒng)是按系統(tǒng)頻差 和與外區(qū)聯(lián)絡(luò)線上的功率偏差信號 進(jìn)行調(diào)節(jié)的，其方程式為。fTP第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 當(dāng)調(diào)節(jié)結(jié)束時， =0， 已被積分成某一常數(shù)，各調(diào)頻機組輸出功率不再變化， 也回到零(即聯(lián)絡(luò)線功率恢復(fù)設(shè)定值)。這時區(qū)域控制誤差也應(yīng)回零：fGPTP 分區(qū)調(diào)頻的過程就是調(diào)節(jié)本

31、區(qū)域內(nèi)調(diào)頻機組出力使本區(qū)域 ACE 數(shù)值不斷減小最終減少到零的過程。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 則：當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)運行時系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線功率保持恒定：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 第

32、四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE)3)B系統(tǒng)經(jīng)聯(lián)絡(luò)線支援A系統(tǒng)：也可按下式算出：(2)兩系統(tǒng)都按區(qū)域控制誤差進(jìn)行二次頻率調(diào)整，即有： 65.254.5769.82 ()MW()8560.08269.82 ()TBGBLBPKKfMW第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第四節(jié) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的的自動調(diào)自動調(diào)頻頻方法方法三三

33、、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差、聯(lián)合電網(wǎng)的分區(qū)調(diào)頻和分區(qū)控制誤差(ACE) 設(shè)二次調(diào)節(jié)過程中的某一瞬問，A系統(tǒng)調(diào)頻機組已經(jīng)增發(fā)功率 ，而B系統(tǒng)內(nèi)調(diào)頻機組“袖手旁觀” ，此時有：150GAPMW0G BP 可見在調(diào)頻過程中系統(tǒng)頻差、“區(qū)域控制誤差” 和聯(lián)絡(luò)線支援功率均在逐漸減小。當(dāng)二次調(diào)整結(jié)束，系統(tǒng)頻率恢復(fù)為額定值。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系一一、系統(tǒng)負(fù)荷變化規(guī)律和日發(fā)電計劃的計劃 電力系統(tǒng)負(fù)荷瞬息萬變，但通過分析，可以看出負(fù)荷的變化還是有規(guī)律的。從圖4-10可以看出，實際的負(fù)荷曲線可看作三種分量的合成：第一種是變化幅度很小但頻率很高的隨機分量負(fù)荷，變化

34、周期10s以下。第二種為變化幅度較大的脈動變化負(fù)荷，其變化周期一般在10s到3min的范圍內(nèi)。第三種是變化很緩慢的但幅度很大的持續(xù)變化負(fù)荷。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系一一、系統(tǒng)負(fù)荷變化規(guī)律和日發(fā)電計劃的計劃 第一種負(fù)荷變化引起的頻率偏移微小，可由發(fā)電機組的調(diào)速器自動予以調(diào)整，這就是頻率的一次調(diào)整； 第二種負(fù)荷變化引起的頻率波動較大，僅靠調(diào)速器的作用往往不能將頻率偏移限制在容許范圍之內(nèi)，這時必須由調(diào)頻器參與調(diào)整，這就是頻率的二次調(diào)整；通常所說的調(diào)頻主要是指這種二次調(diào)整。 第三種負(fù)荷的變化可以由調(diào)度中心預(yù)先估計出來，稱為負(fù)荷預(yù)測；根據(jù)預(yù)測的負(fù)荷變化，預(yù)先安排好

35、系統(tǒng)中各發(fā)電機組的日發(fā)電計劃，各發(fā)電機組按計劃運行，這樣就大體上可以跟蹤第三種電力系統(tǒng)負(fù)荷變化，保持系統(tǒng)頻率的基本穩(wěn)定。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系一一、系統(tǒng)負(fù)荷變化規(guī)律和日發(fā)電計劃的計劃 圖4-11顯示了這情況。圖中實線(折線)是系統(tǒng)的計劃有功負(fù)荷曲線。調(diào)度中心每天都要編制下一天24小時的預(yù)計負(fù)荷曲線，然后按經(jīng)濟(jì)運行的原則落實到每個發(fā)電廠。系統(tǒng)中的非調(diào)頻廠就是按照調(diào)度中心預(yù)先下達(dá)的日發(fā)電計劃運行的。圖中虛線則是實際記錄的系統(tǒng)負(fù)荷曲線，可以看出，虛線的大體趨勢與實線是完全相符的，這說明預(yù)測的負(fù)荷變化規(guī)律比較準(zhǔn)確。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計

36、劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系二二、編制日發(fā)電計劃與備用容量的關(guān)系 編制日發(fā)電計劃涉及備用容量問題。相關(guān)概念：(1)總裝機容量。系統(tǒng)全部發(fā)電機容量之和稱為總裝機容量。(2)可發(fā)容量。處于完好狀態(tài)，可隨時按調(diào)度命令開機的機組最大可能出力之和。(3)備用容量?？砂l(fā)容量大于系統(tǒng)負(fù)荷的部分，稱為系統(tǒng)備用容量。備用容量均以熱備用和冷備用兩種形式存在。 1)熱備用容量。運轉(zhuǎn)中所有發(fā)電機組的最大可能出力之和大于系統(tǒng)當(dāng)時總負(fù)荷的余額部分，稱熱備用容量，也叫旋轉(zhuǎn)備用容量。 2)冷備用容量。處于停機狀態(tài)，但可隨時聽候調(diào)度命令啟動的發(fā)電機組的最大可能出力之和，稱為系統(tǒng)冷備用容量。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃

37、和頻率穩(wěn)定的關(guān)系二二、編制日發(fā)電計劃與備用容量的關(guān)系 編制日發(fā)電計劃時，要在預(yù)計的日負(fù)荷曲線(已計及網(wǎng)損和廠用電)基礎(chǔ)上，再考慮適當(dāng)數(shù)量的熱備用容量，熱備用容量的作用就是承擔(dān)頻率調(diào)整任務(wù)，及時抵償由于隨機事件引起的功率缺額，所以旋轉(zhuǎn)備用容量也就是系統(tǒng)的調(diào)頻容量。 熱備用容量一般取系統(tǒng)最大負(fù)荷的810%為宜， 冷備用容量的作用一部分也用作事故備用，另外還需滿足檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)增長對電力的需要。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系三三、編制日發(fā)電計劃與開機順序的關(guān)系 冷備用機組當(dāng)負(fù)荷逐步增加的時候，有個合理的開機順序問題，在編制日發(fā)電計劃時必須予以考慮。 “強迫功率”

38、和“最小技術(shù)負(fù)荷”兩個概念。為了其它方面而不是電力系統(tǒng)的要求，發(fā)電機組必須發(fā)出的有功功率稱為強迫功率；發(fā)電機組的允許最低輸出功率稱為最小技術(shù)負(fù)荷，當(dāng)?shù)陀谶@個輸出功率時，發(fā)電機組就不能保持穩(wěn)定運行。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系三三、編制日發(fā)電計劃與開機順序的關(guān)系（一）（一）各類發(fā)電廠的技術(shù)特點 1、水電廠的技術(shù)特點 2、火電廠的技術(shù)特點 3、核電廠的技術(shù)特點第四章 電力系統(tǒng)頻率控制（二）優(yōu)先開機順序（二）優(yōu)先開機順序 從上述各發(fā)電廠運行特點即可看出，各類發(fā)電廠的開機順序應(yīng)如圖4-12所示。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系四四、發(fā)

39、電計劃程序的各個模塊 發(fā)電計劃是EMS中的核心應(yīng)用軟件。它向AGC提供各機組基點功率值，對電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度起著關(guān)鍵作用。 發(fā)電計劃也稱火電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度(EDC)，即在已知系統(tǒng)負(fù)荷、水電計劃、檢修計劃、交換計劃、機組組合、機組經(jīng)濟(jì)特性、網(wǎng)絡(luò)損失特性、備用監(jiān)視計劃以及運行限制等條件下，按照等耗量微增率準(zhǔn)則，編制火電機組發(fā)電計劃，使整個系統(tǒng)的發(fā)電費用最低。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第五節(jié) 編制日發(fā)電計劃和頻率穩(wěn)定的關(guān)系四四、發(fā)電計劃程序的各個模塊 發(fā)電計劃除負(fù)荷預(yù)測、開機組合等內(nèi)容外，還應(yīng)包含以下模塊：1、水火電協(xié)調(diào)計劃模塊2、檢修計劃模塊3、交換計劃模塊 區(qū)域之間電量交換計劃可以通過以下的三種不同

40、的方式進(jìn)行協(xié)調(diào) (1)自協(xié)調(diào)方式 (2)電力交易市場模式 (3)協(xié)商調(diào)度模式第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC) 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測總會有誤差，系統(tǒng)的有功計劃功率和系統(tǒng)的實際負(fù)荷總是存在一定的差距。自動發(fā)電控制(AGC/EDC)就是通過監(jiān)測電廠有功功率和系統(tǒng)負(fù)荷之間的差值，自動地調(diào)控調(diào)頻機組的有功功率，以滿足用戶不斷變化的電力需要，達(dá)到有功的發(fā)供平衡，從而保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，并且使整個系統(tǒng)處于經(jīng)濟(jì)的運行狀態(tài)。在聯(lián)合電力系統(tǒng)中，AGC/EDC是以區(qū)域系統(tǒng)為單位進(jìn)行的，是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中最重要的閉環(huán)控制功能。 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自

41、動發(fā)電控制(AGC/EDC) 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測總會有誤差，系統(tǒng)的有功計劃功率和系統(tǒng)的實際負(fù)荷總是存在一定的差距。自動發(fā)電控制(AGC/EDC)就是通過監(jiān)測電廠有功功率和系統(tǒng)負(fù)荷之間的差值，自動地調(diào)控調(diào)頻機組的有功功率，以滿足用戶不斷變化的電力需要，達(dá)到有功的發(fā)供平衡，從而保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，并且使整個系統(tǒng)處于經(jīng)濟(jì)的運行狀態(tài)。在聯(lián)合電力系統(tǒng)中，AGC/EDC是以區(qū)域系統(tǒng)為單位進(jìn)行的，是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中最重要的閉環(huán)控制功能。 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)一、自動發(fā)電控制(AGC/EDC)的基本控制目標(biāo)(1)調(diào)整全電網(wǎng)發(fā)電功率與全電網(wǎng)有功負(fù)荷平衡；(

42、2)調(diào)整電網(wǎng)頻率偏差到零，保持電網(wǎng)頻率為額定值；(3)在各控制區(qū)域內(nèi)分配全網(wǎng)發(fā)電功率，使區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線潮流與計劃值相等；(4)在本區(qū)域發(fā)電廠之間分配發(fā)電功率，使區(qū)域運行成本最??；(5)在EMS系統(tǒng)框架內(nèi)，AGC是實時最優(yōu)潮流與安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度的執(zhí)行環(huán)節(jié)。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC) 系統(tǒng)發(fā)電輸出功率跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷變化并保持頻率穩(wěn)定的努力，可以看作是由四項互相銜接的控制作用完成的，可用圖4-13加以說明。圖中縱坐標(biāo)表示負(fù)荷波動的幅值，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷波動的周期。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)二、 (AGC/E

43、DC)的控制過程 AGC/EDC的主要功能是維持系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)區(qū)域間交換功率的穩(wěn)定。可以通過電力系統(tǒng)調(diào)度中心的通信系統(tǒng)獲取各發(fā)電機發(fā)出功率、各聯(lián)絡(luò)線傳輸功率以及系統(tǒng)頻率的信息，并向各個發(fā)電廠(或發(fā)電機組)發(fā)布相應(yīng)的控制信號。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)頻率偏差或交換功率偏差時，就可以通過測量和計算，確定區(qū)域控制誤差A(yù)CE，從而獲得系統(tǒng)所需的功率增減總值。 再將該功率增減總值分配給區(qū)域中各調(diào)頻電廠和調(diào)頻機組。采用“等耗量微增率準(zhǔn)則”來分配各個機組應(yīng)承擔(dān)的功率增減值，這就是實時經(jīng)濟(jì)調(diào)度的計算內(nèi)容。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)二、 (AGC/EDC)的控制過程(1)區(qū)域

44、跟蹤控制，提供發(fā)電“經(jīng)濟(jì)基點功率”Pi(2)區(qū)域調(diào)節(jié)控制(二次調(diào)整)，努力將區(qū)域控制誤差(ACE)調(diào)到零，這是AGC的核心功能。 (3)機組控制是機組基本控制回路 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)三、 AGC與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系 AGC程序是EMS的有機組成部分。需要在其它應(yīng)用軟件的支持下工作。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)四、實現(xiàn)AGC的控制方式 AGC的控制模式一般有如下6種：(一)定頻控制方式 采用定頻控制方式時可以保持系統(tǒng)頻率不變，即 =0，該方式適合于獨立的電力系統(tǒng)，也適合作為聯(lián)合電力系統(tǒng)的主系

45、統(tǒng)。其區(qū)域控制誤差為： (二)定交換功率控制方式 采用定交換功率控制方式能保持聯(lián)絡(luò)線交換功率的恒定，可用于聯(lián)合電力系統(tǒng)中的小容量系統(tǒng)，這時另外的主系統(tǒng)則應(yīng)采用定頻控制，以維持整個聯(lián)合電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。其區(qū)域控制誤差為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)四、實現(xiàn)AGC的控制方式 AGC的控制模式一般有如下6種：(三)定頻定交換功率控制方式 要同時檢測系統(tǒng)頻差f和聯(lián)絡(luò)線功率偏差PT，判斷負(fù)荷變化發(fā)生的區(qū)域，即由該區(qū)內(nèi)的調(diào)頻機組做出相應(yīng)的響應(yīng)，平衡負(fù)荷的變動。其區(qū)域控制誤差為： (四)自動修正時差控制方式自動修正時差控制方式是在定頻定交換功率控制方式的基礎(chǔ)上

46、，又增加了對時間偏差的修正功能。其區(qū)域控制誤差為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)四、實現(xiàn)AGC的控制方式 AGC的控制模式一般有如下6種：(五)自動修正交換電能差控制方式自動修正交換電能差控制方式也是在定頻定交換功率控制方式的基礎(chǔ)上，擴充了對聯(lián)絡(luò)線交換電能差的修正功能。 。其區(qū)域控制誤差為：(六)自動修正時差及交換電能差控制方式自動修正時差及交換電能差控制方式是上述五種控制方式的全面綜合。其區(qū)域控制誤差為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)五、加入經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能的AGC控制方法 自動調(diào)頻與自動經(jīng)濟(jì)調(diào)度密切

47、相連?，F(xiàn)以從前面講過的積差調(diào)頻法為例，說明自動調(diào)頻與經(jīng)濟(jì)調(diào)度的結(jié)合： 積差調(diào)頻法的調(diào)頻方程式為：調(diào)節(jié)結(jié)束時： 這種按固定比例分配計劃外負(fù)荷的方法不是最經(jīng)濟(jì)的。為此可把上述調(diào)頻方程式改為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)五、加入經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能的AGC控制方法 自動調(diào)頻與自動經(jīng)濟(jì)調(diào)度密切相連?，F(xiàn)以從前面講過的積差調(diào)頻法為例，說明自動調(diào)頻與經(jīng)濟(jì)調(diào)度的結(jié)合： 積差調(diào)頻法的調(diào)頻方程式為：調(diào)節(jié)結(jié)束時： 這種按固定比例分配計劃外負(fù)荷的方法不是最經(jīng)濟(jì)的。為此可把上述調(diào)頻方程式改為：第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)五、加入

48、經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能的AGC控制方法 假設(shè)有兩個調(diào)頻電廠按此調(diào)頻方程式調(diào)頻(在不考慮網(wǎng)損的情況下)，各自的調(diào)頻方程式為：f（t1）=0第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)五、加入經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能的AGC控制方法 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)五、加入經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能的AGC控制方法 實際的實時經(jīng)濟(jì)調(diào)度要考慮的因素很多，如網(wǎng)損的影響也要計入等。實時經(jīng)濟(jì)調(diào)度不僅要計算各電廠耗量(費用)微增率，而且要計算系統(tǒng)的耗量(費用)微增率。這時要將上述調(diào)頻方程式改寫為:第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(

49、AGC/EDC)五、加入經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能的AGC控制方法 為了加強對頻率瞬時偏差的響應(yīng)，在調(diào)頻方程式中還可加入與頻率瞬時偏差信號成正比的調(diào)頻功率分量 ，其中 是功率轉(zhuǎn)換常數(shù)， 是負(fù)荷分配系數(shù)。這樣調(diào)頻機組的應(yīng)發(fā)功率 就包括了三部分：iPKfPKGiPi第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)六、AGC/EDC的程序模塊 調(diào)度中心與調(diào)頻廠間設(shè)有雙向通道，調(diào)頻機組的實發(fā)功率通過上行通道傳到調(diào)度中心。在調(diào)度中心的計算機中進(jìn)行一系列計算，然后把各調(diào)頻機組應(yīng)發(fā)功率通過下行通道傳送到各調(diào)頻機組調(diào)節(jié)器。機組調(diào)節(jié)器根據(jù)傳來的設(shè)定功率進(jìn)行調(diào)整。只要實發(fā)功率不等于設(shè)定值，調(diào)節(jié)過

50、程就繼續(xù)進(jìn)行。這種控制方式是當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制:第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)六、AGC/EDC的程序模塊 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的計算機是如何實現(xiàn)自動發(fā)電控制和實時經(jīng)濟(jì)調(diào)度的。對各模塊說明如下： (1)計算各調(diào)頻電廠的網(wǎng)損微增率 (每30min到60min計算一次)各調(diào)頻電廠的網(wǎng)損微增率: 其中 是全系統(tǒng)的總有功網(wǎng)損。 (2) 計算系統(tǒng)微增率 (每5min一次)， ，為系統(tǒng)微增率轉(zhuǎn)換系數(shù)。每3s采樣一次頻差 ，連續(xù)進(jìn)行積分即可得到 ，每5min為一累計積分周期。 (3)計算各調(diào)頻電廠的耗量微增率 和基點經(jīng)濟(jì)功率 (每5min一次)，其中 ，然后查bP曲線，

51、求各電廠基點經(jīng)濟(jì)功率 和該點的曲線斜率 ，由 可求出負(fù)荷分配系數(shù) ( )，這些計算體現(xiàn)了按等微增率分配負(fù)荷。/iLGiPP LPKfdtKfibbiP(1)iib biPidid/iiidd第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)六、AGC/EDC的程序模塊 (4)計算穩(wěn)態(tài)調(diào)頻功率 (每5min一次),從確定新的基點經(jīng)濟(jì)功率時刻開始，每3秒鐘采樣一次頻差的值，由 直到5min后下一次新的基點功率確定時為止(5)計算瞬態(tài)調(diào)頻功率 按頻差采樣周期，每3s循環(huán)計算一次，(6)計算各電廠(機組)應(yīng)發(fā)功率PGi (每3s計算一次) ,根據(jù)上式求得各機組應(yīng)發(fā)功率，即通過

52、下行通道傳送到各調(diào)頻電廠。 biiPd0Tiidd KfdtiPKfGibiiiPPPdKf 第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)七、AGC機組的運行控制方式(一)發(fā)電機組的幾種運行方式1.停機方式2.備用方式3.手動方式4.調(diào)度員直接遙控方式5.帶基荷方式6.帶基荷和調(diào)頻方式第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)七、AGC機組的運行控制方式(二)機組控制模式及EDC程序的調(diào)度計算機組控制模式為AGC，表示機組在線受AGC控制(而ON表示機組在線但不受AGC控制)。機組控制模式為AGC，有幾種子模式(AGC subm

53、odes)： MBPR機組由AGC控制到手動整定的基點值。它只參加ACE調(diào)節(jié)，不參加經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)。 AUTE機組由AGC控制到經(jīng)濟(jì)基點值。它只參加經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)，而不參加ACE調(diào)節(jié)。 AUTR機組在AGC控制下參加ACE調(diào)節(jié)，但不參加經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)。 AUTO機組由AGC控制到經(jīng)濟(jì)基點值。它既參加經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)，又參加ACE調(diào)節(jié)。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)七、AGC機組的運行控制方式(二)機組控制模式及EDC程序的調(diào)度計算每次EDC程序運行時，都分兩路進(jìn)行調(diào)度計算： 第一路：EDC只計算AGC子模式為AUTE和AUTO的機組的經(jīng)濟(jì)基點值。MBPR機組的基點值由手動整

54、定，而所有其他機組的基點值都取其實際功率值。第一路EDC中計算出來的基點值和經(jīng)濟(jì)分配系數(shù)都是提供給LFC(負(fù)荷頻率控制)用的。 第二路：EDC計算在ON控制模式和AGC其它子模式下，機組的經(jīng)濟(jì)基點值。其他控制模式和TEST實驗子模式下的機組，則采用實際功率作為基點值。第二路EDC計算的目的，僅是為了顯示或作進(jìn)一步的研究，而不供LFC使用。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)七、AGC機組的運行控制方式(三)AGC的控制區(qū)段 AGC分四個控制區(qū)段來表示ACE的嚴(yán)重程度：死區(qū)段(Dead band)、命令區(qū)段(Command)、允許區(qū)段(Permissive

55、)和緊急區(qū)段(Emergency)。每個控制區(qū)段都有正、負(fù)兩個方向，但不一定要對稱。在不同的控制區(qū)段內(nèi)，AGC將根據(jù)子模式來確定哪些機組參加ACE調(diào)節(jié)，哪些機組參加經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)，哪些機組兩者都參加。但隨著ACE嚴(yán)重程度的加大，參加ACE調(diào)節(jié)的機組會越多，而參加經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)的則會越少。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)七、AGC機組的運行控制方式(四)機組各種運行方式的轉(zhuǎn)換 除停機方式外，其余各種運行方式的機組，均可由調(diào)度員發(fā)令或經(jīng)過鍵盤操作，在線修改其運行方式，使其轉(zhuǎn)入AGC調(diào)頻方式。(五)AGC報警 很多情況AGC都將發(fā)出報警，情勢嚴(yán)重時還會令A(yù)GC掛起。第

56、四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC/EDC)八、評價八、評價AGC系統(tǒng)性能的幾個指標(biāo)系統(tǒng)性能的幾個指標(biāo) 為了對各種AGC的實際方案進(jìn)行比較。便于對AGC系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和運行監(jiān)視，有必要建立評價AGC系統(tǒng)性能的定量指標(biāo)。這些指標(biāo)可以有下列幾種： (1)每10min間隔內(nèi)ACE至少應(yīng)過零點一次； (2)每10min間隔內(nèi)ACE的均值不得大于預(yù)定極限值； (3)系統(tǒng)受擾動，ACE大于或等于預(yù)定極限三倍時，ACE仍能在10min內(nèi)返回零值； (4)在上述受擾情況下，AGC相應(yīng)的控制動作能夠在1min之內(nèi)采取。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制 第六節(jié) 正常運行中的自動發(fā)電控制(AGC

57、/EDC)九、AGC軟件包的結(jié)構(gòu)和功能AGC軟件包的組成模塊及各模塊功能如下：(一)人機會話模塊(二)數(shù)據(jù)通信處理模塊(三)AGC計算模塊 (四)AGC性能指標(biāo)監(jiān)視模塊 (五)制表打印模塊十、工程實例第四章 電力系統(tǒng)頻率控制第七節(jié) 電力系統(tǒng)故障時的頻率異?？刂?頻率異常是指在電力系統(tǒng)突發(fā)事故時，由于系統(tǒng)有功平衡被嚴(yán)重破壞而引起的頻率大幅度劇烈變化。發(fā)生這類頻率異常時，一般的調(diào)頻手段(如AGC)已不能抑制，必需采用特殊的控制頻率異常的自動裝置。系統(tǒng)有功平衡突遭破壞的直接原因有：(1)兩個地區(qū)之間重載聯(lián)絡(luò)線故障跳開，使兩側(cè)有功有盈有虧，嚴(yán)重失衡。(2)系統(tǒng)內(nèi)有大負(fù)荷突然投入，使系統(tǒng)有功功率嚴(yán)重不足

58、。(3)系統(tǒng)內(nèi)有大機組突然故障退出運行，而旋轉(zhuǎn)備用不足。(4)系統(tǒng)內(nèi)有大機組突然投入。第四章 電力系統(tǒng)頻率控制第七節(jié) 電力系統(tǒng)故障時的頻率異?？刂埔?、電網(wǎng)頻率異常對發(fā)電廠和大型機組的嚴(yán)重危害二、常規(guī)頻率異?？刂蒲b置分類第四章 電力系統(tǒng)頻率控制第七節(jié) 電力系統(tǒng)故障時的頻率異?？刂迫⒌皖l控制措施（一）低頻自動減負(fù)荷裝置第四章 電力系統(tǒng)頻率控制第七節(jié) 電力系統(tǒng)故障時的頻率異?？刂迫?、低頻控制措施（二）其它低頻控制措施1、低頻降低電壓裝置2、低頻自起動發(fā)電機裝置3、低頻調(diào)相改發(fā)電裝置4、低頻抽水改發(fā)電裝置四、限制頻率異常升高的控制措施 （一）高頻切機裝置 （二）高頻減輸出功率裝置第四章 電力系統(tǒng)頻率控制第七節(jié) 電力系統(tǒng)故障時的頻率異?？刂莆?、電力系統(tǒng)頻率異常的新型