第五章電力系統(tǒng)有

1、第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28第五章第五章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整5.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的平衡5.2 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-285.1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的平衡一、一、 頻率變化對用戶和發(fā)電廠及系統(tǒng)本身的影響頻率變化對用戶和發(fā)電廠及系統(tǒng)本身的影響1. 對電動機(jī)：對電動機(jī)：轉(zhuǎn)

2、速變化：轉(zhuǎn)速變化：160(1)nsPf影響產(chǎn)品質(zhì)量：影響產(chǎn)品質(zhì)量：1fP功率2. 對電子設(shè)備：對電子設(shè)備： 影響準(zhǔn)確性。影響準(zhǔn)確性。3. 對發(fā)電廠及電力系統(tǒng)：對發(fā)電廠及電力系統(tǒng)：發(fā)電廠廠用機(jī)械多為異步電動機(jī)。發(fā)電廠廠用機(jī)械多為異步電動機(jī)。4. 對變壓器及異步電動機(jī)：對變壓器及異步電動機(jī)：IfUQ勵磁第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28二、二、 電力系統(tǒng)中有功功率的平衡和備用容量電力系統(tǒng)中有功功率的平衡和備用容量1.有功功率負(fù)荷的變化及調(diào)整有功功率負(fù)荷的變化及調(diào)整(1) 三種不同變化規(guī)律三種不同變化規(guī)律

3、tPP1P2P3P(2) 頻率調(diào)整頻率調(diào)整一次調(diào)頻：一次調(diào)頻： 調(diào)整發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器，調(diào)整發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器，針對針對P1引起的頻率偏移。引起的頻率偏移。二次調(diào)頻：二次調(diào)頻： 由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行，由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行，針對針對P2引起的頻率偏移。引起的頻率偏移。三次調(diào)頻：三次調(diào)頻： 針對針對P3引起的頻率偏移，引起的頻率偏移，在有功功率平衡的基礎(chǔ)上，按最優(yōu)化的原則在各發(fā)電廠之間在有功功率平衡的基礎(chǔ)上，按最優(yōu)化的原則在各發(fā)電廠之間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配。季節(jié)性調(diào)頻季節(jié)性調(diào)頻第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022

4、-6-282.有功功率平衡和備用容量有功功率平衡和備用容量有功功率平衡有功功率平衡GLPP+PPP用戶廠用電損耗應(yīng)具備一定的備用應(yīng)具備一定的備用SSS備用電源發(fā)電(1)負(fù)荷備用負(fù)荷備用為滿足短時的負(fù)荷波動和一天中計劃外的負(fù)荷而留。為滿足短時的負(fù)荷波動和一天中計劃外的負(fù)荷而留。一般為：一般為：2%5%SLmax(2)事故備用事故備用保證偶然事故，能維持正常供電所需。保證偶然事故，能維持正常供電所需。一般為：一般為：5%10%SLmax(3)檢修備用檢修備用保證定期檢修，不影響正常供電所需。保證定期檢修，不影響正常供電所需。(4)國民經(jīng)濟(jì)備用國民經(jīng)濟(jì)備用為滿足超計劃生產(chǎn)，新用戶出現(xiàn)等設(shè)置的備用為滿

5、足超計劃生產(chǎn)，新用戶出現(xiàn)等設(shè)置的備用。備用形式：備用形式： 熱備用，冷備用。熱備用，冷備用。第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28三、三、 各類發(fā)電廠的特點(diǎn)及合理組合各類發(fā)電廠的特點(diǎn)及合理組合1.各類發(fā)電廠的特點(diǎn)各類發(fā)電廠的特點(diǎn)(1)火電火電不受自然條件的影響，但成本較高，對環(huán)境影響較大。不受自然條件的影響，但成本較高，對環(huán)境影響較大。不同的發(fā)電設(shè)備，效率不同：不同的發(fā)電設(shè)備，效率不同：h h高溫高壓高溫高壓 h h中溫中壓中溫中壓 h h低溫低壓低溫低壓有功出力調(diào)整范圍較小，投入、退出時間較長，且能耗

6、較大。有功出力調(diào)整范圍較小，投入、退出時間較長，且能耗較大。熱電廠的總效率高于凝氣式火電廠，但與熱負(fù)荷相應(yīng)的發(fā)電熱電廠的總效率高于凝氣式火電廠，但與熱負(fù)荷相應(yīng)的發(fā)電功率是強(qiáng)迫功率。功率是強(qiáng)迫功率。(2)水電水電受自然條件的影響，但成本較低，對環(huán)境影響較小。受自然條件的影響，但成本較低，對環(huán)境影響較小。發(fā)電效率較高。發(fā)電效率較高。有功出力調(diào)整范圍較寬，負(fù)荷調(diào)整響應(yīng)速度快，無額外能耗。有功出力調(diào)整范圍較寬，負(fù)荷調(diào)整響應(yīng)速度快，無額外能耗。與保證灌溉、通航相應(yīng)的發(fā)電功率是強(qiáng)迫功率。與保證灌溉、通航相應(yīng)的發(fā)電功率是強(qiáng)迫功率。第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)

7、整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28(3)核電核電不受自然條件的影響，運(yùn)行費(fèi)用少，但一次投入大。不受自然條件的影響，運(yùn)行費(fèi)用少，但一次投入大。投入、退出時間長，能耗較大，且易于損壞設(shè)備。投入、退出時間長，能耗較大，且易于損壞設(shè)備。出力調(diào)整范圍較寬，最小負(fù)荷取決汽輪機(jī)，約出力調(diào)整范圍較寬，最小負(fù)荷取決汽輪機(jī)，約5%10%SLN 。2.各類發(fā)電廠的合理組合各類發(fā)電廠的合理組合原則原則充分利用水力資源；充分利用水力資源；盡量盡量火電單位煤耗火電單位煤耗h h高溫高壓高溫高壓：帶穩(wěn)定負(fù)荷帶穩(wěn)定負(fù)荷h h低溫低壓低溫低壓：帶變動負(fù)荷帶變動負(fù)荷熱電廠帶與熱負(fù)荷相應(yīng)的電負(fù)荷熱電廠帶與熱負(fù)荷相

8、應(yīng)的電負(fù)荷盡量盡量燒油電廠的發(fā)電量。燒油電廠的發(fā)電量。第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28tP各類發(fā)電廠的組合順序各類發(fā)電廠的組合順序枯水期枯水期水、熱電強(qiáng)迫功率水、熱電強(qiáng)迫功率核電核電燃燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)燃料火電廠燃燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)燃料火電廠熱電廠可調(diào)功率熱電廠可調(diào)功率高溫高壓火電廠高溫高壓火電廠中溫中壓火電廠中溫中壓火電廠水電可調(diào)功率水電可調(diào)功率tP豐水期豐水期水、熱電強(qiáng)迫功率水、熱電強(qiáng)迫功率核電核電燃燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)燃料火電廠燃燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)燃料火電廠熱電廠可調(diào)功率熱電廠可調(diào)功率高溫高壓火電廠高溫高壓火電廠中溫中壓火電

9、廠中溫中壓火電廠第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28四、四、 有功功率負(fù)荷最優(yōu)分配有功功率負(fù)荷最優(yōu)分配1.耗量特性耗量特性F(或或W )=f (PG)F ：燃料，：燃料， W ： 水量，水量， PG ：發(fā)電量：發(fā)電量PGF或或WPGm m, , h h, , l l耗量特性耗量特性PG 分配目標(biāo)：分配目標(biāo)：滿足一定約束條件時，盡可能節(jié)約能源。滿足一定約束條件時，盡可能節(jié)約能源。(1)比耗量比耗量m mGFWPm或發(fā)電效率發(fā)電效率1=hmm mh h(2)耗量微增率耗量微增率l ldddGFWPl或mn

10、(單位同單位同m m)m點(diǎn)：點(diǎn)：l l =m ml lm第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-282.目標(biāo)函數(shù)和約束條件目標(biāo)函數(shù)和約束條件目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)函數(shù)：F 最小。最小。F= F1 (PG1)+ F2 (PG2)+ Fn (PGn)=Fi (PGi)約束條件：約束條件：有功平衡有功平衡PG- - PL- -P=0各發(fā)電廠設(shè)備參數(shù)不超過極限范圍。各發(fā)電廠設(shè)備參數(shù)不超過極限范圍。PGimin PGi PGimaxQGimin QGi QGimaxUGimin UGi UGimax等約束條件等約束條件不等不等

11、約束約束條件條件第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-283.最優(yōu)分配負(fù)荷時的等耗量微增率準(zhǔn)則最優(yōu)分配負(fù)荷時的等耗量微增率準(zhǔn)則(忽略網(wǎng)損忽略網(wǎng)損)求條件極值方法求條件極值方法(拉格朗日乘數(shù)法拉格朗日乘數(shù)法)目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)函數(shù)：C=C(PG1, , PG2)等約束條件等約束條件f (PG1, , PG2)=0拉格朗日函數(shù)拉格朗日函數(shù)C*=C(PG1, , PG2)- - l l f (PG1, , PG2)l l：拉格朗日乘數(shù)拉格朗日乘數(shù)以兩套火力發(fā)電設(shè)備為例以兩套火力發(fā)電設(shè)備為例目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)函數(shù)：C=C(

12、PG1, , PG2) =F1 (PG1)+ F2 (PG2) 等約束條件等約束條件f (PG1, , PG2)=PG1+ PG2 - - PL=0 拉格朗日函數(shù)拉格朗日函數(shù)C*=F1 (PG1)+ F2 (PG2) - - l l PG1+ PG2 - - PL 第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28求條件極值，即求條件極值，即F= F1 (PG1)+ F2 (PG2)的最小值。的最小值。應(yīng)滿足條件：應(yīng)滿足條件：12*0 0 0GGCCPCPl，即即C*=F1 (PG1)+ F2 (PG2) - -

13、l l PG1+ PG2 - - PL 111d0d()GGF PPl222d0d()GGF PPlf (PG1, , PG2)=PG1+ PG2 - - PL=0 112212dddd()()GGGGF PF PPPl即即12lll等耗量微增率準(zhǔn)則：等耗量微增率準(zhǔn)則：12=lll且且 PG- - PL=0為使總耗量最小，應(yīng)按為使總耗量最小，應(yīng)按等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則在發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。在發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。例 同一發(fā)電廠內(nèi)兩套發(fā)電設(shè)備共同供電，它們的耗量特性分別為同一發(fā)電廠內(nèi)兩套發(fā)電設(shè)備共同供電，它們的耗量特性分別為F1= 2.5+ 0.25 PG1 +0.0014P2G1 噸噸

14、/小時小時F2= 5.0 + 0.18PG2 +0.0018P2G2 噸噸/小時小時它們的可發(fā)有功功率上下限分別為它們的可發(fā)有功功率上下限分別為PG1min= 20 MW ; PG1max= 100 MWPG2min= 20 MW ; PG2max= 100 MW(1) 試求負(fù)荷的最優(yōu)分配方案；試求負(fù)荷的最優(yōu)分配方案；(2)設(shè)兩套設(shè)備平均分配負(fù)荷，試求負(fù)荷為設(shè)兩套設(shè)備平均分配負(fù)荷，試求負(fù)荷為100MW時，每小時時，每小時多消耗的燃料。多消耗的燃料。解題思路：解題思路：（1）由）由耗量特性耗量特性F1 、 F2，求求耗量微增率耗量微增率l l 1 、 l l 2；（2）按）按功率下限分布負(fù)荷時的

15、功率下限分布負(fù)荷時的耗量微增率耗量微增率l l 1 、 l l 2，比較大??；，比較大??；（3）功率增大時，首先增加功率增大時，首先增加l l小的機(jī)組出力；小的機(jī)組出力；（4）功率增大到一定時，按功率增大到一定時，按l l 1 = l l 2來分配負(fù)荷。來分配負(fù)荷。解解（1）由）由耗量特性耗量特性F1 、 F2，求求耗量微增率耗量微增率l l 1 、 l l 2；F1= 2.5+ 0.25 PG1 +0.0014P2G1 噸噸/小時小時F2= 5.0 + 0.18PG2 +0.0018P2G2 噸噸/小時小時dddGFWPl或l l 1 = 0.25 +0.0028PG1 ；l l 2 = 0

16、.18+0.0036PG2 ；PG1min= 20 MW ; PG1max= 100 MWPG2min= 20 MW ; PG2max= 100 MW（2）按）按功率下限分布負(fù)荷時的功率下限分布負(fù)荷時的耗量微增率耗量微增率l l 1 、 l l 2PL=40MW時，時，PG1= 20 MW，l l 1 = 0.306PG2= 20 MW，l l 2 = 0.288（3）功率增大時，首先增加功率增大時，首先增加PG2的出力；的出力；l l 1 l l 2（4）功率增大到功率增大到l l 2 = l l 1 = 0.306時，才增加時，才增加PG1的出力的出力l l 2 = 0.18+0.0036

17、PG2 = 0.306PG2 =35 MW對應(yīng)負(fù)荷為對應(yīng)負(fù)荷為PL= PG1+PG2 =20+35=55 MW（5）功率功率PL55 MW，再增大時，再增大時，按按l l 1 = l l 2來分配負(fù)荷。來分配負(fù)荷。計算公式計算公式10.250.0028GPl20.180.0036GPl12LGGPPPl l 1 = 0.25 +0.0028PG1 ； l l 2 = 0.18+0.0036PG2計算結(jié)果計算結(jié)果 負(fù)荷最優(yōu)分配方案（ MW ）l l0.252 0.2880.3060.3450.3770.4560.4720.4870.5030.5190.5300.540PG12020203445.

18、373.57984.690.496100100PG22030354654.776.58185.489.69497100PL40505580100150160170180190197200約束條件：PG1min= 20 MW ; PG1max= 100 MWPG2min= 20 MW ; PG2max= 100 MWPL197 MW，再增大時，增加的負(fù)荷由，再增大時，增加的負(fù)荷由PG2承擔(dān)。承擔(dān)。(2)設(shè)兩套設(shè)備平均分配負(fù)荷，試求負(fù)荷為設(shè)兩套設(shè)備平均分配負(fù)荷，試求負(fù)荷為100MW時，每小時時，每小時多消耗的燃料。多消耗的燃料。 平均分配負(fù)荷平均分配負(fù)荷PG1= PG2= 50 MW耗量為耗量為F

19、1= 2.5+ 0.25 PG1 +0.0014P2G1 = 18.5 噸噸/小時小時F2= 5.0 + 0.18PG2 +0.0018P2G2 = 18.5 噸噸/小時小時F= F1+ F2= 37 噸噸/小時小時 最優(yōu)分配負(fù)荷最優(yōu)分配負(fù)荷PG1=45.3MWPG2=54.7MW耗量為耗量為F1= 2.5+ 0.25 PG1 +0.0014P2G1 = 16.698 噸噸/小時小時F2= 5.0 + 0.18PG2 +0.0018P2G2 = 20.232 噸噸/小時小時F= F1+ F2= 36.93 噸噸/小時小時 每小時多消耗的燃料每小時多消耗的燃料F = 37 - -36.93=0.

20、07 噸噸/小時小時第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-285.2 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、一、 電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率-頻率特性頻率特性 PL= = f (f)0LLNaPP=1 LNNa Pff()+22LNNfa Pf() +33LNNfa Pf()+式中，式中，PL： f 時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；PLN： fN 時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；a0, a1, a2, 各負(fù)荷占各負(fù)荷占PLN的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。fPLfNP

21、LNb bKL=tgb b=LPf有功負(fù)荷自動調(diào)節(jié)效應(yīng)有功負(fù)荷自動調(diào)節(jié)效應(yīng)或或*/=/LNLLNLPPffPfKKL取決于各類負(fù)荷，不可控，調(diào)度部門應(yīng)掌握。取決于各類負(fù)荷，不可控，調(diào)度部門應(yīng)掌握。一般一般KL* =13：f : 1%時，時， PL : 1%3%第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28二、二、 發(fā)電機(jī)的有功功率發(fā)電機(jī)的有功功率-頻率特性頻率特性PG= = f (f)ACDFEBab1.自動調(diào)速系統(tǒng)自動調(diào)速系統(tǒng)發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速60/nPf一次調(diào)頻一次調(diào)頻當(dāng)當(dāng)PLfnAAACF進(jìn)氣進(jìn)

22、氣BABBA, CA , C一次調(diào)頻的結(jié)果：一次調(diào)頻的結(jié)果：進(jìn)氣進(jìn)氣 PG AAnn有差調(diào)整有差調(diào)整 2.發(fā)電機(jī)的有功功率發(fā)電機(jī)的有功功率-頻率特性頻率特性 PG= = f (f)fPGfNPGNf0a a一次調(diào)頻的結(jié)果：一次調(diào)頻的結(jié)果：當(dāng)當(dāng)PLPG nf斜率斜率=tgGGPKfa（MW/Hz）“- -”: PG ， f變化方向相反。變化方向相反。KG: 發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值標(biāo)幺值*/=/GNGGGNPPffKfP=NGNGKfP機(jī)組調(diào)差系數(shù)機(jī)組調(diào)差系數(shù)01%=00%NNfff由圖得由圖得0=GNNGPKff%=100%GNNGPKf取基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)值=NGBGNPfK

23、*%=011 0%GK %與與KG可以整定，但有范圍：可以整定，但有范圍：汽輪機(jī)：汽輪機(jī)： % =3%5%水輪機(jī)：水輪機(jī)： % =2%4%第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28三、三、 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整(同時考慮同時考慮KG ， KL)fPPLPGP0f0Of0PLPL0AOBP01. 負(fù)荷增加負(fù)荷增加PL0：PL0=AO=AB+BO= KL f+ KG f=(KL + KG) f或或 PL0 /f =KL + KG=KSKS: 電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值標(biāo)幺值*0/

24、=/NLSLPKfPf一般，一般， KL不可控，只有調(diào)不可控，只有調(diào)KG ，故故 KS不可能很大。不可能很大。原因見原因見P98所以依靠所以依靠調(diào)速器進(jìn)行的一次調(diào)頻，只能限制周期短，幅度小的調(diào)速器進(jìn)行的一次調(diào)頻，只能限制周期短，幅度小的負(fù)荷變動引起的頻率偏移。負(fù)荷變動引起的頻率偏移。第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28例例5-1 設(shè)某系統(tǒng)的參數(shù)如下：設(shè)某系統(tǒng)的參數(shù)如下：水輪機(jī)組：水輪機(jī)組：100MW/臺臺5臺臺=500MW， % =2.5% 75MW/臺臺5臺臺=375MW， % =2.75%汽輪機(jī)組

25、：汽輪機(jī)組：100MW/臺臺6臺臺=600MW， % =3.5% 50MW/臺臺20臺臺=375MW， % =4.0%小容量機(jī)組：小容量機(jī)組：100MW， % =4.0%，系統(tǒng)總負(fù)荷系統(tǒng)總負(fù)荷3300MW，負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率KL*=1.5，試計算下列情況系統(tǒng)的，試計算下列情況系統(tǒng)的KS ： 全部機(jī)組都參加調(diào)頻；全部機(jī)組都參加調(diào)頻；全部機(jī)組全部機(jī)組都不參加調(diào)頻；都不參加調(diào)頻；僅水輪機(jī)參加調(diào)頻。僅水輪機(jī)參加調(diào)頻。解解 (1) 求各發(fā)電機(jī)組的求各發(fā)電機(jī)組的KG 、KG* ( (標(biāo)幺值以系統(tǒng)總負(fù)荷為基準(zhǔn)值標(biāo)幺值以系統(tǒng)總負(fù)荷為基準(zhǔn)值) )計算公式計算公式 %=100%GNNGPKf基準(zhǔn)

26、值基準(zhǔn)值=LGBNKPf*=100%GNLGPKP第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28%=100%GNNGPKf*=100%GNLGPKP100MW5水輪機(jī)組：水輪機(jī)組：2=100%.5 0505%0GK=400(MW/Hz)*5003300 2.5=100%GK=6.0675MW5水輪機(jī)組：水輪機(jī)組：2.=100%755075%3GK=273(MW/Hz)*3753300 2.75=100%GK=4.14100MW6汽輪機(jī)組：汽輪機(jī)組：3=100%.6 0505%0GK=343(MW/Hz)*600

27、3300 3.5=100%GK=5.2第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28%=100%GNNGPKf*=100%GNLGPKP50MW20汽輪機(jī)組：汽輪機(jī)組：100050 4.0=100%GK=500(MW/Hz)*10003300 4.0=100%GK=7.581000MW小容量小容量汽輪機(jī)組：汽輪機(jī)組：100050 4.0=100%GK=500(MW/Hz)*10003300 4.0=100%GK=7.58系統(tǒng)負(fù)荷系統(tǒng)負(fù)荷：KL*=1.5 (已知已知) *=LNLNLKKPf330050=99(M

28、Wz)1.5/H第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28(2)求不同情況下系統(tǒng)的求不同情況下系統(tǒng)的KS 、KS* 全部機(jī)組都參加調(diào)頻全部機(jī)組都參加調(diào)頻KS =KG +KL =400 +273 +343 +500 +500 +99=2115 (MW/Hz) KS* =KG* +KL* =6.06 +4.14 +5.20 +7.58 +7.58 +1.5=32.06 全部機(jī)組都不參加調(diào)頻全部機(jī)組都不參加調(diào)頻KS =KL =99 (MW/Hz) KS* =KL* =1.5僅水輪機(jī)參加調(diào)頻僅水輪機(jī)參加調(diào)頻KS =

29、KG 水輪機(jī)水輪機(jī)+KL =400 +273 +99=772 (MW/Hz) KS* =KG*水輪機(jī)水輪機(jī)+KL* =6.06 +4.14 +1.5=11.07 第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28四、四、 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整作用：作用：PL改變時，手動或自動地操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)改變時，手動或自動地操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)的靜態(tài)頻率特性平行移動。的靜態(tài)頻率特性平行移動。fPPLPGP0f0Of0PLPL0AOP0OP0f0fff f若若f0 f0 ：二次調(diào)整后的頻率二次調(diào)整后的頻率f : :有

30、差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)若若f0 =f0 ： 無差調(diào)節(jié)無差調(diào)節(jié)PL0=AOCPG0B=OC+CB+BA=PG0+ KG f+ KL f二次調(diào)頻二次調(diào)頻一次調(diào)頻一次調(diào)頻負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)PL0 - -PG0 = (KG + KL) f得得 KS =KG + KL =(PL0 - -PG0 ) /fKS: 電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28 對對n臺機(jī)組，由臺機(jī)組，由第第n臺臺擔(dān)負(fù)擔(dān)負(fù)二次調(diào)頻二次調(diào)頻任務(wù)，所有任務(wù)，所有n臺均參臺均參與一次調(diào)頻：與一次調(diào)頻：則則

31、1=nG iLiSKKK顯然顯然 1nG iGiKK(一一臺參與一次調(diào)頻臺參與一次調(diào)頻)所以在相同的功率盈虧所以在相同的功率盈虧(PL0 - -PG0 )時，時，多多一一臺參與一次調(diào)頻的頻率偏移臺參與一次調(diào)頻的頻率偏移ff(一一臺一次調(diào)頻臺一次調(diào)頻)注意：注意： PL0 、PG0 增量為增量為“+”，減量為，減量為“- -”。一般，一般，二次調(diào)頻二次調(diào)頻任務(wù)由主調(diào)頻器承擔(dān)，若一臺不夠，須增加。任務(wù)由主調(diào)頻器承擔(dān)，若一臺不夠，須增加。第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28五、五、 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整互聯(lián)系

32、統(tǒng)的頻率調(diào)整KAPGAPLAAKBPGBPLBBPabPL : :負(fù)荷變化量負(fù)荷變化量PG : :因二次調(diào)頻而增發(fā)的因二次調(diào)頻而增發(fā)的發(fā)電量發(fā)電量K : :系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率Pab : : 聯(lián)絡(luò)線的交換功率聯(lián)絡(luò)線的交換功率對對A系統(tǒng)，系統(tǒng)， Pab可看成負(fù)荷：可看成負(fù)荷：PLA + +Pab - - PGA = KA f對對B系統(tǒng)，系統(tǒng)， Pab可看成電源：可看成電源：PLB - -Pab - - PGB = KB f兩式相加：兩式相加：(PLA - -PGA )+(PLB - -PGB )= (KA+KB)f()()=LAGALBGBABPPPfPKK 若若PLA+PLB =P

33、GA+PGB 則則 f =0 無差調(diào)節(jié)無差調(diào)節(jié)第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28()()=LAGALBGBABPPPfPKK =BABAPPKK式中：式中：PA、PB看分別為看分別為A、B系統(tǒng)的功率缺額。系統(tǒng)的功率缺額。將將f 代入前式，得：代入前式，得：()()=LBGBLAABabGAABKKPPPPKPK=ABBAABPPKKKK第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28() ()=LAGALBGBABPP

34、PfPKK ()()=LBGBLAABabGAABKKPPPPKPK討論討論P(yáng)ab：當(dāng)當(dāng)A、B兩系統(tǒng)都進(jìn)行二次調(diào)頻，且：兩系統(tǒng)都進(jìn)行二次調(diào)頻，且：LAGALBGBABPPPPKKf時，時，Pab =0，即無功率交換，若無缺額則，即無功率交換，若無缺額則f =0。僅一系統(tǒng)，例僅一系統(tǒng)，例A進(jìn)行二次調(diào)頻，進(jìn)行二次調(diào)頻， B無二次調(diào)頻，則無二次調(diào)頻，則:PGB =0則則PLB 由由A的二次調(diào)頻來承擔(dān)，交換功率：的二次調(diào)頻來承擔(dān)，交換功率：()=LBLAGABBLBBLBAabABKKKPPPKPPPKK()=LAGALBABBLBKPPPPKK當(dāng)當(dāng)PLA +PLB =PGA時，時， Pab最大。最大

35、。若若Pab =PLB，無差調(diào)節(jié)，無差調(diào)節(jié)， 若若Pab PLB， 有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28例例5-2 如圖，正常時如圖，正常時Pab =0 ，計算下列的，計算下列的Pab 、f: A、B兩系統(tǒng)機(jī)組都只參加一次調(diào)頻；兩系統(tǒng)機(jī)組都只參加一次調(diào)頻； A、B都不進(jìn)行一、二次調(diào)頻；都不進(jìn)行一、二次調(diào)頻； A、B都參加一、二次調(diào)頻，且都增發(fā)都參加一、二次調(diào)頻，且都增發(fā)50MW； A、B都參加一次調(diào)頻，都參加一次調(diào)頻， A參加二次調(diào)頻，且增發(fā)參加二次調(diào)頻，且增發(fā)60MW.KGA*=25

36、PLA=100MWPab1500MW1000MWKLA*=1.5KGB*=20KLB*=1.3( (標(biāo)幺值分別以系統(tǒng)容量為基準(zhǔn)值標(biāo)幺值分別以系統(tǒng)容量為基準(zhǔn)值) )解解 求各標(biāo)幺值對應(yīng)的有名值求各標(biāo)幺值對應(yīng)的有名值KGA = KGA* PGA /fN= 25 1500 /50= 750(MW/Hz)KGB = KGB* PGB /fN= 20 1000 /50= 400(MW/Hz)KLA= KLA* PGA /fN= 1.5 1500 /50= 45(MW/Hz)KLB= KLB* PGB /fN= 1.3 1000 /50= 26(MW/Hz)第第5 5章章 電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析2022-6-28A、B兩系統(tǒng)機(jī)組都兩系統(tǒng)機(jī)組都只參加一次調(diào)頻只參加一次調(diào)頻則則PGA =PGB =0 另外另外PLB =0，PLA=100MW系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率KA = KGA + KLA=750 +45=795 (MW/Hz)KB = KGB + KLB=400 +26=426 (MW/Hz)系統(tǒng)功率缺額系統(tǒng)功率缺額PA =PLA - -PGA =100- -0=100 (MW)PB =PLB - -PGB =0- -0=0 (MW)則則=