電力系統(tǒng)分析04

1、 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整4.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整4.3.1 頻率的一次調(diào)整 n臺裝有調(diào)速器的機組并聯(lián)運行 系統(tǒng)中產(chǎn)生f 第i臺機組的輸出功率增量 n臺機組: n臺機組的等值單位調(diào)節(jié)功率: 把n臺機組用一臺等值機來代表 求負(fù)荷功率初始變化量為 時 【例4-2】 某電力系統(tǒng)中，一半機組的容量已完全利用；占總?cè)萘?/4的火電廠尚有10%備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為16.6；占總?cè)萘?/4的水電廠尚有20%的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為25；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KD*=1.5。試求： (1) 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率K*； (2) 負(fù)荷功率增加5%時的穩(wěn)態(tài)頻率f ； (3) 如頻率容許降低0.2Hz，系

2、統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù) 荷增量。系統(tǒng)負(fù)荷功率系統(tǒng)備用系數(shù) 則解：(一)計算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 令系統(tǒng)中發(fā)電機的總額定容量等于1，利用公式(4-25) 可算出全部發(fā)電機組的等值單位調(diào)節(jié)功率(二)系統(tǒng)負(fù)荷增加5%時的頻率偏移為一次調(diào)整后的穩(wěn)態(tài)頻率為(三)頻率降低0.2Hz，即f*=0.004,系統(tǒng)能夠承 擔(dān)的負(fù)荷增量 以系統(tǒng)的功頻靜特性為基礎(chǔ)的頻率一次調(diào)整的作用是有限的，它只能適應(yīng)變化幅度小、變化周期較短的變化負(fù)荷。對于變化幅度較大，變化周期較長的變化負(fù)荷，一次調(diào)整不一定能保證頻率偏移在允許范圍內(nèi)（有差調(diào)節(jié)）。在這種情況下，需要由發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)(調(diào)頻器)來進行頻率的二次調(diào)整。4.3.2 頻率的二次

3、調(diào)整 頻率的二次調(diào)整就是自動或手動地操作調(diào)頻器，使發(fā)電機組的頻率特性平行地移動，從而使負(fù)荷變動引起的頻率偏移縮小在允許的波動范圍內(nèi)。1主調(diào)頻廠的選擇1、具有足夠的調(diào)整容量；2、具有較快的調(diào)整速度；3、調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟性能較好。 從可調(diào)容量和調(diào)整速度這兩個基本要求出發(fā)，一般系統(tǒng)中有水電廠時，應(yīng)選大容量的水電廠作為調(diào)頻廠。當(dāng)水電廠的調(diào)整容量不夠或沒有水電廠時，則選中溫中壓的火電廠作為調(diào)頻廠。2頻率的二次調(diào)整過程當(dāng)二次調(diào)整所得到的發(fā)電機組功率增量能完全抵償負(fù)荷的初始增量，即 時，頻率將維持不變(即f=0)，這樣就實現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。 AEEFFC主調(diào)頻機組進行二次調(diào)頻 一次調(diào)頻（三臺機組調(diào) 速器動作）二

4、次調(diào)頻（調(diào)頻機組調(diào) 頻器動作）【例4-4】 某發(fā)電廠裝有三臺發(fā)電機，參數(shù)見表。若該電廠總負(fù)荷為500MW，負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)響應(yīng)系數(shù) KD = 45MW/Hz。（1）若負(fù)荷波動10%，求頻率變化增量和各發(fā)電機輸出功率；（2）若負(fù)荷波動+10%，求頻率變化增量和各發(fā)電機輸出功率（發(fā)電機不能過載）。 發(fā)電機號額定容量/MW原始發(fā)電功率/MWKG/（MW/Hz）1125100552125100503300300150（1）若負(fù)荷波動10%，則三組發(fā)電機均要參與調(diào)節(jié)。 KS = KD + KG =（45 + 55 + 50 + 150）MW/Hz = 300MW/Hz發(fā)電機出力的變化：1號發(fā)電機2號發(fā)電機3

5、號發(fā)電機（2）若負(fù)荷波動+10%，由于3號發(fā)電機已經(jīng)滿載，因 此，只有1、2號發(fā)電機參與調(diào)節(jié)。 KS = KD + KG1 + KG2 = 150MW/Hz發(fā)電機出力的變化：1號發(fā)電機2號發(fā)電機3號發(fā)電機 PG3 = 0 PG3 = 300MW當(dāng)負(fù)荷變化時，各發(fā)電機按各自的單位調(diào)節(jié)功率來增發(fā)或減少功率輸出，系統(tǒng)頻率未能回復(fù)到額定值。一次調(diào)頻有差調(diào)節(jié)。【例 4-5】 將例4-4中3號機組的額定容量改為500MW，其余條件不變。3號機組設(shè)定為調(diào)頻機組；負(fù)荷波動10，3號機組同步器動作： （1）3號機組出力增加25MW； （2）3號機組出力增加50MW， 試求對應(yīng)的頻率變化增量和各發(fā)電機輸出功率。

6、解：系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率與例44相同 KS = KD + KG = 300MW/Hz （1）3號機組出力增加25MW發(fā)電機出力的變化：2號發(fā)電機3號發(fā)電機1號發(fā)電機（2）3號機組出力增加50MW發(fā)電機出力的變化：1號發(fā)電機2號發(fā)電機3號發(fā)電機 上述分析說明，二次調(diào)整時系統(tǒng)的負(fù)荷增量基本上是由主調(diào)頻機組(廠)承擔(dān)，如果一臺主調(diào)頻機組(或一個主調(diào)頻廠)不足以承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷的變化時，必須增選一些機組(或電廠)參加二次調(diào)整。這時二次調(diào)頻總的增發(fā)功率為各調(diào)頻機組(或調(diào)頻廠)增發(fā)功率之和。結(jié)果可做到無差調(diào)節(jié)。 有功負(fù)荷的最優(yōu)分配4.4 各類發(fā)電廠的合理組合 有功功率最優(yōu)分配的主要內(nèi)容： 有功功率電源的最優(yōu)組合：

7、系統(tǒng)中發(fā)電 設(shè)備或發(fā)電廠的合理組合； 有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配：系統(tǒng)的有功 功率負(fù)荷在各個正在運行的發(fā)電設(shè)備或 發(fā)電廠之間的合理分配。 1. 火力發(fā)電廠的主要特點火力發(fā)電設(shè)備投入運行時要支付燃料費用，非礦口電廠燃料需要遠(yuǎn)距離運輸。 火力發(fā)電廠的鍋爐和汽輪機都有一個技術(shù)最小負(fù)荷，其有功出力調(diào)節(jié)范圍受技術(shù)最小負(fù)荷的限制?；鹆Πl(fā)電設(shè)備效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)，高溫高壓設(shè)備效率高，中溫中壓設(shè)備次之，低溫低壓設(shè)備效率最低。 火力發(fā)電廠鍋爐和汽輪機的退出、再投入或承擔(dān)急劇變化的負(fù)荷，不僅要耗費能量，而且花費時間長，又易于損壞設(shè)備。 帶有熱負(fù)荷的熱電廠，由于抽汽供熱，總效率高于一般的凝汽式火電廠，但是與熱負(fù)荷相應(yīng)的

8、輸出功率是不可調(diào)節(jié)的強迫功率。2. 水力發(fā)電廠的主要特點一次投資大，運行費用低，調(diào)節(jié)能力取決于電廠類型（有無水庫等）；水電廠的水輪機也有一個技術(shù)最小負(fù)荷，一般水輪發(fā)電機出力調(diào)整范圍寬，達50%以上。 水電廠的機組退出、再投入或承擔(dān)急劇變動的負(fù)荷時，不需耗費很多能量，也不需花費很多時間，操作簡單，速度快。 水電廠水頭過低時，發(fā)電機組的可發(fā)功率要降低，達不到額定容量的出力。 水電廠可以進行抽水蓄能的機組 ；為綜合利用水能，保證河流下游的灌溉、通航、水電廠必須向下游釋放一定水量，在釋放這部分水量的同時發(fā)出的功率即是強迫功率。3. 原子能發(fā)電廠的主要特點原子能發(fā)電廠反應(yīng)堆的負(fù)荷基本上沒有限制，因此，其技術(shù)最小負(fù)荷主要取決于汽輪機，約為額定負(fù)荷的10%-15%。 原子能發(fā)電廠的反應(yīng)堆和汽輪機在退出、再投入或承擔(dān)急劇變動負(fù)荷時，也要耗費能量、花費時間，且易于損壞設(shè)備。 原子能發(fā)電