電力系統(tǒng)例題

30%，40%，與頻率二次方成正比20%50Hz48Hz45Hz的變化百分值1〔一〕48HZ

f*

4850

0.96，系統(tǒng)的負荷P aafD* 1

af2

2a*

f30.30.40.960.10.9620.20.9630.953*負荷變化為PD*

10.9530.047假設用百分值表示便有PD

%4.745(二)45HZ

f*

0.9系統(tǒng)的負荷50P 0.30.40.90.10.920.20.930.887相應地，D*P 10.8870.113；PD*

%11.3。[例4-2]某電力系統(tǒng)中，一半機組的容量已經(jīng)完全利用；占總?cè)萘?/4的火電廠尚有10功率為16.6；占總?cè)萘?/4的水電廠尚有20%備用容量，其單位調(diào)整功率為25；系統(tǒng)有功負荷的頻率調(diào)整效應系數(shù)K 1.5試求：(1)系統(tǒng)的單位調(diào)整功率(2)負荷功率增加5%時的穩(wěn)態(tài)頻率f(3)如頻率容許降D0.2Hz，系統(tǒng)能夠擔當?shù)呢摵稍隽俊＝?(1)計算系統(tǒng)的單位調(diào)整功率令系統(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)整功率K 0.500.2516.6+0.252510.4G系統(tǒng)負荷功率

PD

nK i1G0.50.251-0.1+0.251-0.2G

K PGi GiNPGN系統(tǒng)備用系數(shù)kr

于是K kK K r G D5%時的頻率偏移為P一次調(diào)整后的穩(wěn)態(tài)頻率為

f

K

0.0512.742

3.924103f=50-0.00392450Hz=49.804Hz頻率降低0.2Hzf0.004，系統(tǒng)能夠擔當?shù)呢摵稍隽縋Kf

12.7420.0045.097102P5.097%[例4-3]同上例，但火電廠容量已全部利用，水電廠的備用容量已由20%降至10%。解 (1)計算系統(tǒng)的單位調(diào)整功率。K 0.500.250+0.25256.25Gk 1 =1.026r 0.50.250.251-0.1K kK K* r G*

1.0266.251.57.912系統(tǒng)負荷增加5%后f

0.057.912

0.632102f=50-0.0063250=49.68Hz頻率允許降低0.2Hz，系統(tǒng)能夠擔當?shù)呢摵稍隽繛榛騊Kf7.9120.0043.165102 P3.165%或 例4-4]某發(fā)電廠裝有三臺發(fā)電機，參數(shù)見表4-1。假設該電廠總負荷為500MW，負荷頻率調(diào)整響應系數(shù)K 45MW/HzD 。假設負荷波動－10％，求頻率變化增量和各發(fā)電機輸出功率。發(fā)電機號/MW/MWK/(MW/Hz)G假設負荷波動＋10發(fā)電機號/MW/MWK/(MW/Hz)G1125100552125100503300300150解 此題承受知名值進展計算。假設負荷波動－10％，則三組發(fā)電機均要參與調(diào)整。K K K 455550150MW/Hz300MW/HzS D GP P

0.1500 1DK DS

f

D Hz Hzf K 300 6S可得，頻率波動0.33％，f＝50.167Hz。發(fā)電機出力的變化，對1號發(fā)電機有1P KG1

f 55G1 6

MW9.2MWP G12號發(fā)電機有1P KG2

f 506

MW8.3MWP 1008.3MW91.7MWG23號發(fā)電機有P K fG3 G3

11506

MW25MWP 30025MW275MWG3假設負荷波動+10％，由于3號發(fā)電機已經(jīng)滿載，因此，只有參與調(diào)整。

1、2號發(fā)電機K KS

K KG1

150MW/HzDK PDS fDfPDKS

50 1150Hz3Hz可得，頻率波動-0.67％，f＝(50-0.33)Hz=49.6750.167Hz。1號發(fā)電機有P G1

13K f 553G1

MW18.33MWP G12號發(fā)電機有P KG2

f 5013

MW16.67MWP 10016.67MW116.67MWG2

P 0G3

P 300MWG3[4-5]4-43500MW，其余條件不變。3號機組設定為調(diào)頻機組；負荷波動＋10％，3號機組調(diào)頻器動作。(1)3號機組出力增加25MW；(2)3號機組出力增加50MW，試求對應得頻率變化增量和各發(fā)電機輸出功率。4-4一樣K K KS D

455550150MW/Hz300MW/Hz325MW。由〔4-31〕可得頻率變化增量P P 5025 1f D0 G Hz HzK 300 12發(fā)電機出力的變化，對1號發(fā)電機有P KG1

f 551G1

MW4.583MWP G12號發(fā)電機有P KG2

f 50112

MW4.167MWP G23號發(fā)電機有P PG3

K f 251501G2

MW37.5MWP 30037.5MW337.5MWG3350MW。由〔4-31〕可得頻率變化增量DDPG

50500K 300發(fā)電機出力的變化，對1號發(fā)電機有P K f 0 PG1 G1

100MW2號發(fā)電機有P KG2 G2

f 0

P 100MWG23號發(fā)電機有P PG3 G

K f 500MW50MWG2P 30050MW350MWG3[例4-6]兩系統(tǒng)由聯(lián)絡線聯(lián)結(jié)為互聯(lián)系統(tǒng)。正常運行時，聯(lián)絡線上沒有交換功率流通。兩系統(tǒng)的容量分別為1500MW和1000MW，各自的單位調(diào)整功率〔分別以兩系統(tǒng)容量為基準的標么值〕示于圖4-13。設A系統(tǒng)負荷增加100MW，試計算以下狀況的頻率變化增量和聯(lián)絡線上流過的交換功率。A，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻。A，B兩系統(tǒng)機組都不參與一次調(diào)頻。B系統(tǒng)機組不參與一次調(diào)頻。A系統(tǒng)機組不參與一次調(diào)頻。解 將以標么值表示的單位調(diào)整功率折算為知名值K KGAK GB

GAGB

P /fGAN NP /fGBN

251500/50750MW/Hz201000/50400MW/HzK KDAK DB

DADB

P /fGAN NP /fGBN

1.51500/5045MW/Hz1.31000/5026MW/Hz兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻P PGA GB

PDB

0,PDA

100MW；K K K 795MW/Hz,K K K 426MW/Hz；A GA DA B GB DBPP PA DA

100MW,PB

PDB

P 0GBPP

100Bf ABK KA B

0.0819Hz795426P AB

KPA BKA

KPBAKBAB

42610034.889MW795426這種狀況正常，頻率下降的不多，通過聯(lián)絡線由BA兩系統(tǒng)機組都不參與一次調(diào)頻P PGA GB

PDB

0,PDA

100MW；K K K 45MW/Hz,K K K 26MW/Hz；A GA DA B GB DBP100MW,P0A BAfPAKABKBB

100 1.4085Hz4526P AB

KPA BKA

KPBAKBAB

2610036.620MW4526這種狀況最嚴峻，發(fā)生在A、B應。這時，系統(tǒng)頻率質(zhì)量不能保證。B系統(tǒng)機組不參與一次調(diào)頻P PGA GB

PDB

0,PDA

100MW；KGA

750MW/Hz,KGB

0,K K KA GA

795MW/Hz,KB

K KGB

26MW/Hz；P100MW,PA B

0。此時AfPAKABKBB

100 0.1218Hz79526P AB

KPA BKA

KPBAKBAB

261003.167MW79526B系統(tǒng)機組不參與調(diào)頻，B系統(tǒng)所能供給的，實際上只是由于互聯(lián)系統(tǒng)頻率下降時負荷略有削減，而使該系統(tǒng)略有充裕的3.16MW。其實，A系統(tǒng)增加的100MW負荷，是被三方面分擔了。其中，A系統(tǒng)發(fā)電機組一次調(diào)頻增發(fā)0.121875091.350MW；A系統(tǒng)負荷因頻率下降減少 0.1218455.481MW ；B 系統(tǒng)負荷因頻率下降減少0.1218263.167MW。A系統(tǒng)機組不參與一次調(diào)頻P PGA

PDB

0,PDA

100MW；

K 0,KGA GB

400MW/Hz,K K 45MW/Hz,K K K 426MW/Hz；A DA B GB DBP100MW,PA

0。此時AfPAKAPBKBB

100 0.2123Hz45426P AB

KPA BKA

KPBAKBAB

42610090.446MW45426這種狀況說明，由于A系統(tǒng)機組不參與調(diào)頻，該系統(tǒng)的功率缺額主要由B系統(tǒng)供給，以致聯(lián)絡線上流過大量交換功率，甚至超過其極限。比較以上幾種狀況，自然會提出，在一個浩大的電力系統(tǒng)中可承受分區(qū)調(diào)整，即局部的功率盈虧就地調(diào)整平衡的方案。因這樣做既可保證頻率質(zhì)量，又不至過分加重聯(lián)絡線的負擔。下面的例4-7就是一種常用的方案。[例4-7]同例4-6，試計算以下狀況得頻率偏移和聯(lián)絡線上流過得功率；(1)A，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻，A，B兩系統(tǒng)都增發(fā)50MW。A，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻，A系統(tǒng)有機組參與二次調(diào)頻，增發(fā)60MW。A，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻，B系統(tǒng)有機組參與二次調(diào)頻，增發(fā)60MW。A系統(tǒng)全部機組都參與一次調(diào)頻，且有局部機組參與二次調(diào)頻，增發(fā)60MW，B系統(tǒng)有一半機組參與一次調(diào)頻，另一半機組不能參與調(diào)頻。解 (1)A，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻，且都增發(fā)50MW時。P PGA GB

50MW;PDA

100MW;PDB

0,K K K 795MW/Hz,K K K 426MW/Hz；A GA DA B GB DBPPA PGA

1005050MW,PB

PDBPGB

05050MWAfPAKABKBB

5050 795426P AB

KPA BKA

KPBAKBAB

7955042650 50MW795426這種狀況說明，由于進展二次調(diào)頻，發(fā)電機增發(fā)功率的總和與負荷增量平衡，系統(tǒng)頻率無偏移，B系統(tǒng)增發(fā)的功率全部通過聯(lián)絡線輸往AA，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻，A系統(tǒng)有機組參與二次調(diào)頻，增發(fā)60MW時P 0,PGA GB

60MW,PDA

100MW;PDB

0;K K KA GA

795MW/Hz,KB

K KGB

426MW/Hz；P1006040MW,PA

0。AfPAKAPBKBB

40 0.0328Hz795426KPKP 42640P A B B A 13.956MWAB K KA B

795426這種狀況較抱負，頻率偏移很小，通過聯(lián)絡線由B系統(tǒng)輸往A系統(tǒng)的交換功率也很小。A，B兩系統(tǒng)機組都參與一次調(diào)頻，B系統(tǒng)有機組參與二次調(diào)頻，增發(fā)60MW。P 0,PGA

60MW,PDA

100MW;PDB

0;K K K 795MW/Hz,K K K 426MW/Hz；A GA DA B GB DBP100MW,PA

60MWAfPAKBKB

10060 0.0328Hz795426A BKPKP

79560426100P AB

A B BK KA B

A 73.956MW795426這種狀況和上一種相比，頻率偏移一樣，因互聯(lián)系統(tǒng)的功率缺額都是40MW。聯(lián)絡線上流過的交換功率卻增加了B系統(tǒng)局部60MW。聯(lián)絡線傳輸大量交換功率是不期望發(fā)生的。A系統(tǒng)全部機組都參與一次調(diào)頻，并有局部機組參與二次調(diào)頻，增發(fā)60MW，B系統(tǒng)僅有一半機組參與一次調(diào)頻時。P 60MW,PGA

0,PDA

100MW;PDB1

0;K K KA GA

795MW/Hz,KB

K K2 GB

226MW/Hz；P1006040MW,PA

0。AfPAKAPBKBB

40 0.0392Hz795226P AB

KPA BKA

KPB KB

22640795226

8.854MW這種狀況說明，由于B系統(tǒng)有一半機組不能參與調(diào)頻，頻率的偏移將增大，但也正由于有一半機組不能參與調(diào)頻，B系統(tǒng)所能供給A系統(tǒng)，從而通過聯(lián)絡線傳輸?shù)慕粨Q功率有所削減。4-8]某火電廠三臺機組并聯(lián)運行，各機組的燃料消耗特性及功率約束條件如下：F40.3P 0.0007P2t/h,100MWP

200MWG1 G1 G1F30.32P 0.0004P2G2

t/h,120MWPG2

250MWF3.50.3P 0.00045P2t/h,120MWP

250MWG3 G3 G3試確定當總負荷分別為400MW700MW和600MW〔不計網(wǎng)損的影響600MW時經(jīng)濟安排比平均分擔節(jié)約多少煤？解 (1)按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為dF 11 dFG1dF 3

0.30.0014P ,dF2G1 2 dF2G20.30.0009P

0.320.0008PG23 dF G3G3令1

，可解出3P 14.290.572PG1

0.643P ,PG3 G3

22.220.889PG2G1總負荷為400MW，即G1

P PG2 G3

400MW。將P 和PG1 G3

PG2

表示，可得2.461P

363.49G2

147.7MW,PG1

14.290.572PG2

14.290.572147.7MW98.77MWPG1

P

100MW。剩余的負荷功率300MW，應在電廠2和3之間重安排。G1P G1G2 G3

300MW將P 用PG3

PG2

22.220.889PG2

300MWG由此可解出：PG2

147.05MW P和G3和

300147.05MW152.95MW，都在限值以內(nèi)。700MW，即

P P PG1 G2 G3

700MW將P 和PG1 G3

PG2

表示，便得14.290.572PG2

P 22.220.889PG2

700MW由此可算出PG2

270MWP

250MW。剩余的負荷功率450MW再由電廠1P PG1 G3

450MW將P 用PG1 G3

表示，便得0.643P PG3 G3

450MWG3由此可解出：G3

274MW P和G1和

450274MW176MW，都在限值以內(nèi)。600MW，即P P PG1 G2 G3

600MW將P 和PG1 G3

PG2

表示，便得14.290.572P PG2 G2

22.220.889PG2

600MWP 60014.2922.22G2 0.57210.889

2