电力系统的有功功率平衡和频率调整.pptx

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1、第十三章电力系统的有功功率平衡和频率调整1电压是衡量电能质量的一个重要指标频率也是衡量电能质量的重要指标13.0概述13-1:频率调整的必要性13-2:电力系统的频率特性13-3:电力系统的频率调整13-4:有功功率平衡和系统负荷的合理分配频率调整的必要性13.11、有功功率的基本概念：由发电机的转速决定，相联系统只有一个频率，是一个全局问题，与电压不同。2、电力系统的频率水平由有功功率平衡决定，在负荷变化时，如果有功电源充足，能保证用户需要，且具有及时进行调整的能力，则能保证频率在合理的范围之内，反之，则将出现较大的频率偏移。频率调整的必要性1

2、3.13、频率的重要性①影响用户产品的质量（异步电动机的转速和输出功率均与频率有关）②影响电子设备的准确性③对电力系统运行的不良影响1）对发电机叶片的不良影响，振动2）f↓，降低给水泵、循环水泵、风机等的出力和效率（辅助效率和内能）3）f↓，异步电动机和变压器的励磁电流↑，QL↑，为Q平衡和电压调整增加困难。4）互联系统解列5）发电机解列频率调整的必要性13.14、允许的频率偏移严格保证频率不变是不可能的，fN=50HZ，允许的频率偏移（系统运行频率与额定频率之差）：△f=±0.2Hz~±0.5Hz(±0.4%fN~±1%fN)5、频率调整的分类①

3、一次调整：调整变化幅度小、变化周期短（<10s）的负荷变化引起的频率偏移，由发电机的调速器进行调整。②二次调整：调整变化幅度较大、变化周期较长（10s～3min）的负荷变化引起的频率偏移。调频器参与调整。③调度部门预先编制的日负荷曲线反映变化缓慢的持续变动负荷，在有功平衡的基础上，按最优化原则在发电厂之间分配。三、有功功率负荷的变化及其调整第一种负荷特点负荷变化频率变化幅值小频率高周期短原因小负荷小操作调整：一次调频(调速器)负荷性质调频方式负荷分解：P=P1+P2+P3第二种负荷特点：幅值较大、频率较低原因：冲击性、间歇性负荷调整：二次调频(调

4、频器)第三种负荷特点：幅值很大、变化缓慢原因：生产、生活及气象等条件引起调整：经济分配四、有功功率电源及备用容量系统有功功率平衡：PG=PL+P总装机容量：所有发电机的额定容量之和系统电源容量：可投入发电设备的可发功率之和系统备用容量：系统电源容量大于发电负荷部分，一般占最大发电负荷的15%--20%第二节电力系统负荷及电源的频率静态特性一、负荷的频率静态特性与频率无关—照明、电炉等1、负荷性质：与频率的一次方成正比—球磨机、卷扬机等与频率的二次方成正比—变压器的涡流损耗等与频率的三次方成正比—通风机、循环水泵等与频率的高次方成正比—静水头

5、阻力大的给水泵电力系统的频率特性13.21.负荷的P–f静态特性①负荷静态频率特性：系统处于运行稳态时，系统中有功负荷随频率的变化特性。各类负荷的频率特性：电力系统的频率特性13.21.负荷的P–f静态特性②当频率偏移不大时，用线性方程近似表示负荷静态频率特性KD(KD*)：负荷频率调节效应系数（频率调节效应）KD*=1~3（频率下降1%，负荷有功功率变化KD*%）KD*取决于全系统各类负荷的比重，不同系统或同一系统不同时刻的KD*都可能不同。KD*是调度部门必须掌握的一个数据，是考虑按频率减负荷方案和低频事故时用一次切除负荷来恢复频率的计算依据。

6、电力系统的频率特性13.22.发电机的P–f静态特性调速系统的工作原理：δ(δ*)：静态调差系数，调差率（功率变化1%，频率变化δ*%）调差系数越小，频率偏移越小！电力系统的频率特性13.22.发电机的P–f静态特性发电机静态频率特性：系统处于运行稳态时发电机有功功率与频率的变化关系KG(KG*)：单位调节功率，f发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量。发电机的δ(δ*)和KG(KG*)可以整定，而负荷的KD(KD*)则不行汽轮机：δ*=0.04~0.06，KG*=25~16.7水轮机：δ*=0.02~0.04，KG*=50~25电力系统的频率特

7、性13.23.电力系统的P–f静态特性要确定电力系统的负荷变化引起的频率波动，需要同时考虑负荷及发电机两者的调节效应。考虑一台发电机和一个负荷的情况。假定系统的负荷增加ΔPD0。负荷的实际增量：(负荷的实际增量应与发电机组的功率输出的增量相等)电力系统的频率特性13.23.电力系统的P–f静态特性K：系统的P–f静特性系数，或系统的单位调节功率，计及发电机和负荷的共同作用时，引起f单位变化的负荷变化量。根据K可以确定在允许的频率偏移范围内，系统所能承受的负荷变化量。备用系数，一般应满足：Kr>1电力系统的频率特性13.24.复杂电力系统的频率特性K

8、G(KG*)等值单位调节功率δ*等值调差系数电力系统的频率特性13.25.考虑二次调频的P–f分析二次调频不改变系统的单位