電力系統(tǒng)調(diào)頻

電力系統(tǒng)頻率調(diào)整及調(diào)頻廠的選擇FrequencyregulationofpowersystemAndthechoiceof負(fù)荷變動(dòng)第一種：變化周期很短、變動(dòng)幅度很小，這種負(fù)荷變動(dòng)有很大的偶然性，是一種隨機(jī)負(fù)荷第二種負(fù)荷變動(dòng)：變化周期較長(zhǎng)、變動(dòng)幅度較大，波動(dòng)比第一種相對(duì)大一些，這種負(fù)荷主要有工業(yè)電爐、壓延機(jī)械、電氣機(jī)車等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng)第三種負(fù)荷變動(dòng)：變化緩慢、變動(dòng)幅度最大，是由生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)。這種負(fù)荷變動(dòng)基本上可以預(yù)測(cè)，階梯形的負(fù)荷曲線反映的基本上是這種負(fù)荷變動(dòng)。

有功負(fù)荷變動(dòng)及調(diào)整頻率調(diào)整：一次調(diào)頻——有差調(diào)節(jié)頻率的一次調(diào)整主要是在系統(tǒng)負(fù)荷有功功率增大或減小時(shí)，發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)對(duì)因負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的結(jié)果是發(fā)電機(jī)組增發(fā)或減少部分有功功率，而負(fù)荷也因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少或增大部分有功功率，當(dāng)這兩部分有功功率之和恰好等于負(fù)荷有功功率的增大或減小時(shí)，系統(tǒng)重新達(dá)到平衡頻率調(diào)整：二次調(diào)頻——無(wú)差調(diào)節(jié)頻率的一次調(diào)整作用是有限的，一般情況下滿足不了電力系統(tǒng)對(duì)頻率質(zhì)量的要求。為了使頻率偏差不超過(guò)允許范圍，通常要通過(guò)人工手動(dòng)或調(diào)頻裝置自動(dòng)地改變變速機(jī)構(gòu)位置即改變調(diào)速器的工作特性，使電力系統(tǒng)的總負(fù)荷與總出力在額定頻率下達(dá)到平衡。通過(guò)改變調(diào)速器工作特性而實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)過(guò)程就是頻率的二次調(diào)整，是對(duì)第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏差進(jìn)行的調(diào)整。頻率調(diào)整：互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)一般是由若干個(gè)互相聯(lián)系的子系統(tǒng)組成，在某個(gè)子系統(tǒng)中進(jìn)行頻率調(diào)整時(shí)，將會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)中潮流分布的改變，子系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線上流通的功率可能超過(guò)允許值?；ヂ?lián)電力系統(tǒng)頻率的變化取決于系統(tǒng)總的功率缺額和總的單位調(diào)節(jié)功率。聯(lián)絡(luò)線交換功率的增量取決于各子系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率、二次調(diào)整的能力及負(fù)荷變化的情況

電力系統(tǒng)調(diào)頻廠的選擇：現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，絕大部分發(fā)電機(jī)組都在有熱備用的條件下參加頻率的一次調(diào)整，少數(shù)的發(fā)電機(jī)組或發(fā)電廠承擔(dān)二次調(diào)頻任務(wù)，這種發(fā)電廠可稱為調(diào)頻廠。調(diào)頻廠必須滿足一定的條件，如：具有足夠的調(diào)整容量和調(diào)頻范圍，能比較迅速地調(diào)整出力，調(diào)整出力時(shí)符合安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則，不會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)部或聯(lián)絡(luò)線工作困難等。調(diào)峰：峰谷是每天負(fù)荷最大的時(shí)段，在這峰谷時(shí)段需要有足夠容量的電廠來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷變化，即為調(diào)峰。調(diào)頻：頻率是反映電能質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，中國(guó)工頻50HZ，頻率的變化反映負(fù)荷的變化，為了保證滿足系統(tǒng)功率和負(fù)荷平衡，必須通過(guò)調(diào)整頻率（改變機(jī)組負(fù)荷），來(lái)達(dá)到系統(tǒng)平衡。即為調(diào)頻率。同樣主調(diào)頻電廠需要有足夠的容量。二者的聯(lián)系：調(diào)頻和調(diào)峰可以同時(shí)進(jìn)行二者的不同：調(diào)峰可以只在規(guī)定的時(shí)間調(diào)整足夠負(fù)荷（只需頻率在一定范圍內(nèi)），而調(diào)頻必須隨時(shí)保證頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。調(diào)頻廠：（1）調(diào)頻廠的調(diào)整容量（2）調(diào)頻廠的調(diào)整速度調(diào)頻廠的調(diào)整容量：調(diào)頻廠可用于二次調(diào)整的容量為式中：:系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率；：允許的頻率偏差；:負(fù)荷變動(dòng)的幅度,具有隨機(jī)性質(zhì),可用統(tǒng)計(jì)方法作近似估算;

是可用于二次調(diào)整的容量，并不是調(diào)頻廠的容量。

電力系統(tǒng)調(diào)頻廠的工作原理：火電廠的工作順序是：

燃料-制粉-鍋爐-汽輪機(jī)-發(fā)電廠，調(diào)頻時(shí)需要從改變進(jìn)入鍋爐的燃料開(kāi)始，逐步改變鍋爐蒸發(fā)量，然后才能改變汽輪發(fā)電機(jī)組的出力，而由于鍋爐及汽輪機(jī)都是在熱狀態(tài)運(yùn)行，如果溫度變化太快會(huì)引起金屬部件變形，所以不允許發(fā)電機(jī)組的電力輸出變化太快。

電力系統(tǒng)調(diào)頻廠的工作原理：水輪機(jī)與汽輪機(jī)不一樣，只要改變進(jìn)水閥門的開(kāi)度，增加進(jìn)水量，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組就會(huì)改變電力輸出，這個(gè)過(guò)程基本都是冷態(tài)運(yùn)行，所以只要不是電力輸出改變太快，就不會(huì)產(chǎn)生不良后果。調(diào)頻廠的調(diào)整容量：火電廠受鍋爐最小負(fù)荷限制，可調(diào)容量?jī)H為其額定容量的30%（高溫高壓）～75%（中溫中壓），水電廠的可調(diào)容量一般大于火電廠，至少有其額定容量的50%或以上。

調(diào)頻廠的調(diào)整速度：電力系統(tǒng)中負(fù)荷上升的速度是很快的，如容量為5000MW的系統(tǒng)其負(fù)荷上升的速度就可達(dá)15～20MW/min。由于火電廠的調(diào)整速度受汽輪機(jī)的限制在50%～100%額定負(fù)荷范圍內(nèi)，每分鐘僅能增加出力2%～5%。水電廠水輪機(jī)出力變化速度非?？欤糠昼娍蛇_(dá)50%～400%，即1分鐘內(nèi)可達(dá)到額定出力。核能電廠的運(yùn)行費(fèi)用很低，通常是滿負(fù)荷運(yùn)行，不考慮作調(diào)頻廠

調(diào)頻廠的選擇：

從以上兩方面分析可見(jiàn)：（1）在水火電廠并存的電力系統(tǒng)中，一般應(yīng)選擇大容量的有調(diào)節(jié)庫(kù)容的水電廠作為主調(diào)頻電廠。（2）系統(tǒng)中沒(méi)有水電廠或水電廠不宜擔(dān)任調(diào)頻任務(wù)時(shí)，如豐水季節(jié)，可