電力系統(tǒng)自動(dòng)化 9 電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)(一)

1、電力系統(tǒng)分析第四章第四章 電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整第四章 電力系統(tǒng)的有功功率和頻率控制4.1 4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的平衡4.3 4.3 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配4.2 4.2 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡引言：引言：衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)包括：頻率質(zhì)量、電壓質(zhì)量和波形質(zhì)衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)包括：頻率質(zhì)量、電壓質(zhì)量和波形質(zhì)量，分別以量，分別以表示。表示。衡量運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)為：衡量運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)為：線損率：線路損耗電能與始端輸入電能的比值線損率：線路損耗電能與始端輸入電能的

2、比值 ；比耗量：生產(chǎn)單位電能所消耗的一次能源。比耗量：生產(chǎn)單位電能所消耗的一次能源。z1W100%W有功功率的最優(yōu)分布包括：有功功率的最優(yōu)分布包括：有功功率負(fù)荷預(yù)測(cè)、有功功率電源的最優(yōu)組合、有功功率負(fù)荷預(yù)測(cè)、有功功率電源的最優(yōu)組合、 等。等。4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡2、頻率與有功平衡的關(guān)系：、頻率與有功平衡的關(guān)系： 1）轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡：）轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡： 2）轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化，）轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化， 引起頻率變化：引起頻率變化：TETEM= MP = Ppnf =601、頻率偏差的概念：實(shí)際頻率與額定頻率之間的差值；、頻率偏差的概念：實(shí)際頻率與額定頻率之間的差值

3、； 一、頻率偏差及頻率調(diào)整的必要性一、頻率偏差及頻率調(diào)整的必要性4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡3、頻率調(diào)整的必要性（頻率變化的影響）：、頻率調(diào)整的必要性（頻率變化的影響）： 對(duì)用戶(hù)的影響對(duì)用戶(hù)的影響（1 1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)產(chǎn)品殘次產(chǎn)品殘次（2 2）異步電機(jī)功率下降）異步電機(jī)功率下降輸出功率與系統(tǒng)頻率之間的正相關(guān)性輸出功率與系統(tǒng)頻率之間的正相關(guān)性（3 3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度以系統(tǒng)頻率為時(shí)鐘以系統(tǒng)頻率為時(shí)鐘 對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響（1 1）對(duì)發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響）對(duì)發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響輸煤

4、、水泵、風(fēng)機(jī)輸煤、水泵、風(fēng)機(jī)（2 2）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響低頻共振低頻共振（3 3）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無(wú)功消耗。）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無(wú)功消耗。4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 根據(jù)有功負(fù)荷隨時(shí)間不規(guī)則變化按其根據(jù)有功負(fù)荷隨時(shí)間不規(guī)則變化按其變化幅度和周期變化幅度和周期，將，將負(fù)荷變動(dòng)分為三類(lèi)：負(fù)荷變動(dòng)分為三類(lèi)： （1 1）變動(dòng)幅度很小，變化周期很短，變動(dòng)幅度很小，變化周期很短，這種負(fù)荷變動(dòng)有很大這種負(fù)荷變動(dòng)有很大的偶然性，屬隨機(jī)負(fù)荷變動(dòng)；的偶然性，屬隨機(jī)負(fù)荷變動(dòng)； （2 2）變動(dòng)幅度較大，變化周期較長(zhǎng)，變動(dòng)幅度較大，變化周期較長(zhǎng)，屬于這種負(fù)荷的主

5、要屬于這種負(fù)荷的主要有：電爐、電氣機(jī)車(chē)等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng)；有：電爐、電氣機(jī)車(chē)等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng)； （3 3）變動(dòng)幅度最大，變化周期最長(zhǎng)，變動(dòng)幅度最大，變化周期最長(zhǎng)，其變動(dòng)基本上可以預(yù)其變動(dòng)基本上可以預(yù)計(jì)，是由生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)。計(jì)，是由生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)。二、有功功率負(fù)荷的變化及調(diào)整二、有功功率負(fù)荷的變化及調(diào)整1 1、有功負(fù)荷變動(dòng)的分類(lèi)：、有功負(fù)荷變動(dòng)的分類(lèi)：4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡有功功率負(fù)荷有功功率負(fù)荷的變化及調(diào)整的變化及調(diào)整 這三種負(fù)荷變動(dòng)都將使電力系統(tǒng)的頻率發(fā)生一定的變化，有這三種負(fù)荷變動(dòng)都將使電力系統(tǒng)的頻率發(fā)生一定的變化，有 功功率電

6、源的輸出功率也發(fā)生變化。功功率電源的輸出功率也發(fā)生變化。 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：（1）變動(dòng)周期小于10s，變化幅度小:小操作、線路搖擺等（3）變動(dòng)周期最大（180s），變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、 生活規(guī)律（2）變動(dòng)周期在（10s，180s），變化幅度較大：大電機(jī)、電 爐啟停調(diào)速器頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷，在各機(jī)組間進(jìn)行最優(yōu)負(fù)荷分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)的分類(lèi)，有功平衡和頻率調(diào)整也相應(yīng)分為三類(lèi)：根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)的分類(lèi)，有功平衡和頻率調(diào)整也相應(yīng)分為三類(lèi)： a. 一次調(diào)頻：一次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)

7、調(diào)速器進(jìn)行；由發(fā)電機(jī)調(diào)速器進(jìn)行； b. 二次調(diào)頻：二次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)調(diào)頻器進(jìn)行；由發(fā)電機(jī)調(diào)頻器進(jìn)行； c. 三次調(diào)頻：三次調(diào)頻：由調(diào)度部門(mén)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行最優(yōu)分配。由調(diào)度部門(mén)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行最優(yōu)分配。 前兩種是事后的，第三種是事前的。前兩種是事后的，第三種是事前的。 一次調(diào)頻時(shí)所有運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組都可以參加，取決于發(fā)一次調(diào)頻時(shí)所有運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組都可以參加，取決于發(fā) 電機(jī)組是否已經(jīng)滿負(fù)荷發(fā)電，這類(lèi)發(fā)電廠稱(chēng)為負(fù)荷監(jiān)視廠；電機(jī)組是否已經(jīng)滿負(fù)荷發(fā)電，這類(lèi)發(fā)電廠稱(chēng)為負(fù)荷監(jiān)視廠； 二次調(diào)頻是由平衡節(jié)點(diǎn)來(lái)承擔(dān)；二次調(diào)頻是由平衡節(jié)點(diǎn)來(lái)承擔(dān)； 三次調(diào)頻則屬于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度的范疇。三次調(diào)頻則屬于電

8、力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度的范疇。 2 2、有功平衡和頻率調(diào)整：、有功平衡和頻率調(diào)整：4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡1 1、有功功率平衡：、有功功率平衡：GiLDiLoss,P=P+ P有功功率電源：有功功率電源：電力系統(tǒng)各類(lèi)發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)；電力系統(tǒng)各類(lèi)發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)；系統(tǒng)電源容量（系統(tǒng)裝機(jī)容量）：系統(tǒng)電源容量（系統(tǒng)裝機(jī)容量）：系統(tǒng)中所有發(fā)電廠機(jī)組系統(tǒng)中所有發(fā)電廠機(jī)組 額定容量的總和；額定容量的總和；備用容量：備用容量：系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分。三、有功功率平衡和備用容量三、有功功率平衡和備用容量即保證有功功率電源發(fā)出有功與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷相平衡。即保證有功功率電源發(fā)

9、出有功與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷相平衡。2 2、相關(guān)的一些基本概念：、相關(guān)的一些基本概念： 備用容量 系統(tǒng)可用電源容量 發(fā)電負(fù)荷8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷備用容量新增容量4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量 必須大于發(fā)電負(fù)荷。必須大于發(fā)電負(fù)荷。分類(lèi)：按存在形式分為：熱備用和冷備用；分類(lèi)：按存在形式分為：熱備用和冷備用； 按作用分為：負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用、國(guó)民按作用分為：負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用、國(guó)民 經(jīng)濟(jì)備用等。經(jīng)濟(jì)備用等。3 3、備用容量的分類(lèi)：、備用容量的

10、分類(lèi)：負(fù)荷備用：負(fù)荷備用：調(diào)整負(fù)荷波調(diào)整負(fù)荷波動(dòng)或超計(jì)劃負(fù)荷增加；動(dòng)或超計(jì)劃負(fù)荷增加；事故備用：事故備用：發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然事故時(shí)，維持發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然事故時(shí)，維持系統(tǒng)正常供電所需的備用；系統(tǒng)正常供電所需的備用；檢修備用：檢修備用：使系統(tǒng)中發(fā)電使系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置；設(shè)備能定期檢修而設(shè)置；國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：著眼未來(lái)著眼未來(lái)4.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡3 3、備用容量的分類(lèi)：、備用容量的分類(lèi)：負(fù)荷備用：負(fù)荷備用：2%-5%2%-5%；事故備用：事故備用：5%-10%5%-10%；檢修備用：檢修備用：一般不設(shè)；一般不設(shè)；國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：3%-5%3%-5%熱備用：熱

11、備用：抵償隨機(jī)事件引抵償隨機(jī)事件引起的功率缺額，包括負(fù)荷起的功率缺額，包括負(fù)荷備用和事故備用，一般為備用和事故備用，一般為8 8%-10%-10%冷備用：冷備用：抵償隨機(jī)事件引抵償隨機(jī)事件引起的，可用于檢修備用，起的，可用于檢修備用，國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用和一部分事國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用和一部分事故備用故備用一般而言，系統(tǒng)總的備用容量為最大發(fā)電負(fù)荷的15%20%4.3 電力系統(tǒng)的頻率特性 頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)，直接影頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)，直接影響著負(fù)荷的正常運(yùn)行；要維持頻率在正常的范圍內(nèi)，響著負(fù)荷的正常運(yùn)行；要維持頻率在正常的范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)頻率調(diào)整：一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。電力系

12、統(tǒng)頻率調(diào)整：一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。引言：引言：電力系統(tǒng)的頻率特性1.負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性 332210NDNNDNNDNDNDffPaffPaffPaPaP13210 aaaa 332210fafafaaPD的標(biāo)幺值表達(dá)式的標(biāo)幺值表達(dá)式為基準(zhǔn)值為基準(zhǔn)值和和以以DNNPf一般只取到這部分4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整，LDLDLDPK=K 0fLDNNLD*LDLDNLDNPffK=KPfP負(fù)荷吸收有功的大小隨負(fù)荷吸收有功的大小隨 系統(tǒng)頻率變化的靜態(tài)特性；在實(shí)際中，用系統(tǒng)頻率變化的靜態(tài)特性；在實(shí)際中，用直線直線表示。表示。 綜合負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率：綜合負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率： 一、電力系統(tǒng)頻率特性一

13、、電力系統(tǒng)頻率特性（負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)）（負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)） 標(biāo)幺值形式：標(biāo)幺值形式：（近似計(jì)算時(shí)，取其標(biāo)幺值大小為（近似計(jì)算時(shí)，取其標(biāo)幺值大小為1.51.5）4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整例例4.1，例，例4.2 補(bǔ)充例題：某電力系統(tǒng)總有功負(fù)荷為補(bǔ)充例題：某電力系統(tǒng)總有功負(fù)荷為4000MW時(shí)系統(tǒng)頻率為時(shí)系統(tǒng)頻率為50Hz，負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)標(biāo)幺值，負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)標(biāo)幺值KLD*=1.5，計(jì)算負(fù)荷單，計(jì)算負(fù)荷單位調(diào)節(jié)功率？位調(diào)節(jié)功率？（）LDLDLDNLDLD*N40001.512050=MW/HzPK=fPK= K=f 解：根據(jù)定義解：根據(jù)定義4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整1 1

14、 為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件 離心飛擺及其附件；離心飛擺及其附件；2 2 為放大元件為放大元件 錯(cuò)油門(mén)錯(cuò)油門(mén)( (或稱(chēng)配壓閥或稱(chēng)配壓閥) )；3 3 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu) 油動(dòng)機(jī)油動(dòng)機(jī)( (或稱(chēng)接力器或稱(chēng)接力器) )；4 4 為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱(chēng)同為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱(chēng)同 步器步器( (調(diào)頻器調(diào)頻器) )1 1）調(diào)速器、調(diào)頻器工作原理）調(diào)速器、調(diào)頻器工作原理ACBPfPPff 1212 PfPPffGNN/ 01122 0 ffPffPPNGN GNNPff0 NNNNffffff 00 有功負(fù)荷增加-系統(tǒng)頻率下降-調(diào)速器作用-發(fā)電機(jī)有功輸出增加有功負(fù)荷減少-系統(tǒng)頻率上升-調(diào)速器作用-發(fā)電機(jī)有功輸

15、出減少斜率的負(fù)數(shù) 發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的調(diào)速器調(diào)整（一次調(diào)頻）調(diào)速器調(diào)整（一次調(diào)頻）是一個(gè)是一個(gè)的過(guò)程，的過(guò)程， 而而調(diào)頻器調(diào)整（二次調(diào)頻）調(diào)頻器調(diào)整（二次調(diào)頻）則可以實(shí)現(xiàn)則可以實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)調(diào)差系數(shù):某臺(tái)機(jī)組出力改變時(shí)相應(yīng)的頻率偏移單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率: :調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，表示頻率變化時(shí)調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，表示頻率變化時(shí)發(fā)電機(jī)組輸出功率的變化量。發(fā)電機(jī)組輸出功率的變化量。fPKGG1fPKGG1NGNGGfPKK小結(jié)： 調(diào)差系數(shù)越小，單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。 調(diào)差系數(shù)是可以整定的，通常： 汽輪機(jī)： 水輪機(jī)：*0.040.06,25 16.70.020.04,50 25GGKK4.3 電力系統(tǒng)的

16、頻率調(diào)整 頻率一次調(diào)整的有差調(diào)節(jié)性質(zhì)反映在功頻靜特性直線的頻率一次調(diào)整的有差調(diào)節(jié)性質(zhì)反映在功頻靜特性直線的即即負(fù)荷變動(dòng)時(shí)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或頻率隨負(fù)荷增加而降低負(fù)荷變動(dòng)時(shí)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或頻率隨負(fù)荷增加而降低； 二次調(diào)頻既可做到有差調(diào)節(jié)，也可做到無(wú)差調(diào)節(jié)，反映在二次調(diào)頻既可做到有差調(diào)節(jié)，也可做到無(wú)差調(diào)節(jié)，反映在4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整（）GNGN100100 =100 = 50 MW/Hz450PK=% fGG1G2G12PP- PK= -= -ff - fGGG2G1G-50(50 - 49.5)= -25MW60+ 25 = 85MWP = -Kf =P= P- P =補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題2：某一容量

17、為：某一容量為100MW的發(fā)電機(jī)，調(diào)差系數(shù)整定為的發(fā)電機(jī)，調(diào)差系數(shù)整定為4%，當(dāng)系統(tǒng)頻率為，當(dāng)系統(tǒng)頻率為50Hz時(shí)，發(fā)電機(jī)出力為時(shí)，發(fā)電機(jī)出力為60MW；若系統(tǒng)；若系統(tǒng)頻率下降為頻率下降為49.5Hz時(shí)，發(fā)電機(jī)的出力是多少？時(shí)，發(fā)電機(jī)的出力是多少？根據(jù)定義：根據(jù)定義：解：根據(jù)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系：解：根據(jù)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系：負(fù)荷突增負(fù)荷突增PLD，發(fā)電機(jī)組功率不能及時(shí)變動(dòng)而使機(jī)組減，發(fā)電機(jī)組功率不能及時(shí)變動(dòng)而使機(jī)組減速，系統(tǒng)頻率下降；速，系統(tǒng)頻率下降； 同時(shí)，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的同時(shí)，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大一次調(diào)整作用而增大 ： PG1

18、PG2，f1 f2 ；負(fù)荷功率因其本身的調(diào)負(fù)荷功率因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過(guò)一節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減的振蕩過(guò)程由個(gè)衰減的振蕩過(guò)程由32，達(dá)到新的平衡；即整個(gè)過(guò)程為從平衡點(diǎn)達(dá)到新的平衡；即整個(gè)過(guò)程為從平衡點(diǎn)1新的平衡點(diǎn)新的平衡點(diǎn)2。 4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整假設(shè)系統(tǒng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組、一個(gè)綜合負(fù)荷假設(shè)系統(tǒng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組、一個(gè)綜合負(fù)荷 4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整GGLDLDP =Kf= P+ Kf LDGLLGDLDSDPP=K + K= K + K= Kff KS 稱(chēng)為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，單位稱(chēng)為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，單位MW/Hz；表示負(fù)荷增；表示負(fù)荷增 加或減少時(shí)，加或減少時(shí)，在在原

19、動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同原動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同 作用下作用下 系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。2 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式：發(fā)電機(jī)輸出有功增量與負(fù)荷實(shí)際增量相平衡、數(shù)學(xué)表達(dá)式：發(fā)電機(jī)輸出有功增量與負(fù)荷實(shí)際增量相平衡NS*SLDNfK= KP標(biāo)標(biāo)幺幺值值：4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整nGEGii=1K=KmGEGii=1K=K3 3、對(duì)于系統(tǒng)有若干臺(tái)發(fā)電機(jī)組參加一次調(diào)頻：、對(duì)于系統(tǒng)有若干臺(tái)發(fā)電機(jī)組參加一次調(diào)頻： SGELDK = K+ K系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率： 若系統(tǒng)中若系統(tǒng)中n臺(tái)機(jī)組全部參與調(diào)頻，等值單位調(diào)節(jié)功率為：臺(tái)機(jī)組全部參與調(diào)頻，等值單位

20、調(diào)節(jié)功率為：若系統(tǒng)中只有若系統(tǒng)中只有m臺(tái)機(jī)組參與調(diào)頻，等值單位調(diào)節(jié)功率為：臺(tái)機(jī)組參與調(diào)頻，等值單位調(diào)節(jié)功率為：4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整例題例題43：某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘繛椋耗诚到y(tǒng)發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘繛?475MW，系統(tǒng)總負(fù)荷，系統(tǒng)總負(fù)荷3300MW，負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KLD*=1.5；各發(fā)電機(jī)組的；各發(fā)電機(jī)組的容量和調(diào)差系數(shù)分別為：容量和調(diào)差系數(shù)分別為： 水輪發(fā)電機(jī)組水輪發(fā)電機(jī)組 100MW 5臺(tái)臺(tái)=2.5；75MW 5臺(tái)臺(tái)=2.75 汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組 100MW 6臺(tái)臺(tái) =3.5；50MW 20臺(tái)臺(tái)=4.0 較小容量汽輪機(jī)組合計(jì)較小容量汽輪機(jī)組合計(jì)1000

21、MW =4.0試分別計(jì)算下述四種情況系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率試分別計(jì)算下述四種情況系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率KS（MW/Hz）：）：（1）全部機(jī)組都參加一次調(diào)整；）全部機(jī)組都參加一次調(diào)整；（2）全部機(jī)組都不參加一次調(diào)整；）全部機(jī)組都不參加一次調(diào)整；（3）僅水輪機(jī)組參加一次調(diào)整；）僅水輪機(jī)組參加一次調(diào)整；（4）僅水輪機(jī)組和）僅水輪機(jī)組和20臺(tái)臺(tái)50MW的汽輪機(jī)組參加一次調(diào)整。的汽輪機(jī)組參加一次調(diào)整。 4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整GNGNGG*NNPPK= K=100f% f 各發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率：各發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率：（）G2375K=100 = 273 MW/Hz2.7550 575MW水輪機(jī)組：水輪機(jī)組

22、：（）G3600K=100 = 343 MW/Hz3.550 6100MW汽輪機(jī)組：汽輪機(jī)組：（）G41000K=100 = 500 MW/Hz4.050 2050MW汽輪機(jī)組：汽輪機(jī)組：（）G51000K=100 = 500 MW/Hz4.050 1000MW小容量汽輪機(jī)組：小容量汽輪機(jī)組：（）LDNLDLD*NP3300K= K= 1.5= 99 MW/Hzf50負(fù)荷：負(fù)荷：解：首先分別計(jì)算負(fù)荷和各發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率解：首先分別計(jì)算負(fù)荷和各發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率（）G1500K=100 = 400 MW/Hz2.5505100MW水輪機(jī)組：水輪機(jī)組：4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整（）5SG

23、ELDGiLDi=12115K= K+ K=K+ K=MW/Hz（）SLD99K = K=MW/Hz（）SG1G2LD772K = K+ K+ K=MW/Hz（）SG1G2G4LD1272K = K+ K+ K+ K=MW/Hz（1）全部機(jī)組都參加一次調(diào)整：）全部機(jī)組都參加一次調(diào)整：（2）全部機(jī)組都不參加一次調(diào)整：）全部機(jī)組都不參加一次調(diào)整：（3）僅水輪機(jī)組參加一次調(diào)整：）僅水輪機(jī)組參加一次調(diào)整：（4）僅水輪機(jī)組和）僅水輪機(jī)組和20臺(tái)臺(tái)50MW的汽輪機(jī)組參加一次調(diào)整：的汽輪機(jī)組參加一次調(diào)整： 然后根據(jù)不同情況計(jì)算然后根據(jù)不同情況計(jì)算KS：4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整GNNG*GS*G*LD*LD

24、NLDNPfK= K=100K= K+ KP% PGNG1*LDNGN2G2*LDN500100 =100 = 6.12.53300375100 =100 = 4.12.753300PK=% PPK=% PS*G1*G2*LD*K= K+ K+ K= 6.1+ 4.1+1.5 = 11.7NS*SLDNfK= KPS*50K=77211.73300 方法一：根據(jù)標(biāo)幺值定義方法一：根據(jù)標(biāo)幺值定義方法二：方法二：KS的標(biāo)幺值是以負(fù)荷的額定容量為基準(zhǔn)值，以此進(jìn)的標(biāo)幺值是以負(fù)荷的額定容量為基準(zhǔn)值，以此進(jìn)行換算：行換算：4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 LDLDNLD2SN2LDS2NPPPK =fffP30

25、0f =0.142HzK2115f = ff = 50.142Hz（）SG1G2LD772K =K +K +K=MW/HzLD2NSP300f =0.389Hzf = ff = 50.389HzK772（）5SGiLDi=12115K =K +K=MW/Hz(1)全部機(jī)組都參加一次調(diào)整：全部機(jī)組都參加一次調(diào)整：(3)僅水輪機(jī)組參加一次調(diào)整：僅水輪機(jī)組參加一次調(diào)整：補(bǔ)充補(bǔ)充2：負(fù)荷突然減少：負(fù)荷突然減少300MW時(shí)，時(shí)，(1)(3)系統(tǒng)頻率？系統(tǒng)頻率？4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整將發(fā)電機(jī)組的功頻靜特性曲線平行移動(dòng)，從而將發(fā)電機(jī)組的功頻靜特性曲線平行移動(dòng)，從而 改變發(fā)電機(jī)的有功功率使負(fù)荷變動(dòng)引起的頻

26、率偏差保持在改變發(fā)電機(jī)的有功功率使負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏差保持在 允許范圍內(nèi)；即二次調(diào)整使頻率偏差減小或?yàn)樵试S范圍內(nèi)；即二次調(diào)整使頻率偏差減小或?yàn)? 0。三、電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整三、電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整一次調(diào)整后，一次調(diào)整后， f2可能會(huì)超出頻率可能會(huì)超出頻率偏差允許范圍，此時(shí)調(diào)頻器進(jìn)行偏差允許范圍，此時(shí)調(diào)頻器進(jìn)行二次調(diào)整，即：使功頻靜特性曲二次調(diào)整，即：使功頻靜特性曲線平行移動(dòng)由線平行移動(dòng)由PGPG或或PG，到到3點(diǎn)可有效縮小頻率變化范圍，點(diǎn)可有效縮小頻率變化范圍，到到1點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)頻率無(wú)差調(diào)節(jié)。點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)頻率無(wú)差調(diào)節(jié)。 4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整-G0G3G4P= PPGGP =Kf- -LD

27、Kf3 3）由系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)所由系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)所3 3、數(shù)學(xué)表達(dá)式：、數(shù)學(xué)表達(dá)式：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，由以下三方面提供：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，由以下三方面提供：1 1）的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組2 2）發(fā)電機(jī)組執(zhí)行）發(fā)電機(jī)組執(zhí)行，按有差，按有差 特性調(diào)差系數(shù)分配而特性調(diào)差系數(shù)分配而4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整G0GLDLDLDG0GLDSPKf = P+ KfPP = K + K= KfnLDGs0GELDSGEGii=1PP= K+ K= K K=Kf其其中中：發(fā)電機(jī)輸出有功增量與負(fù)荷實(shí)際增量相平衡，則發(fā)電機(jī)輸出有功增量與負(fù)荷實(shí)際增量相平衡，則 當(dāng)二次調(diào)整發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率當(dāng)二次調(diào)整發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率PG0與負(fù)荷功率的原始增與負(fù)荷功率的原始增 量量PLD 相等時(shí)，相等時(shí)，f =0，實(shí)現(xiàn)了無(wú)差調(diào)節(jié)。，實(shí)現(xiàn)了無(wú)差調(diào)節(jié)。 在有在有n臺(tái)發(fā)電機(jī)組的電力系統(tǒng)中，當(dāng)綜合負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí)，臺(tái)發(fā)電機(jī)組的電力系統(tǒng)中，當(dāng)綜合負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí)， 所有機(jī)組都參與一次