电力系统分析13章2015年5月修订ppt课件.ppt

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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13-1频率调整的必要性频率也是衡量电能质量的另一个重要指标，保证系统的频率合乎标准也是系统调整的一项基本任务。电力系统的额定频率为50Hz，允许的频率偏差范围：±0.2~0.5Hz，百分数表示：±0.4％~±1％。电力系统的负荷时刻都在变化。有功负荷的变化是引起系统频率变化的原因。图13一1作业13-2,13-3,13-4系统负荷以下面三种不同变化规律的变动负荷所组成：一、变化幅度很小，周期较短（一般为10s以内）的负荷分量；其引起的频率偏移由发电机组的调速器

2、进行调整：称为频率的一次调整。二、变化幅度较大，变化周期较长（一般为10s到3min）的负荷分量（属于这类负荷的主要有电炉，延压机械，电气机车等），其引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这时必须有调频器参与频率调整：称为频率的二次调整。三、变化缓慢的持续变动负荷（由工厂的作息制度，人民的生活规律，气象条件的变化等原因确定）。电力调度部门预先编制的日负荷曲线大体上反映了第三种负荷的变化规律。该部分负荷将在有功功率平衡的基础上，按照最优化的原则在各发电厂间进行分配。13－

3、2电力系统的频率特性一、系统负荷的有功功率一频率静态特性当系统频率变化时，系统中的有功功率负荷也将发生变化。稳态时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率一频率静态特性。负荷有功与频率的关系可以用以下泰勒级数描述式中，PD：频率为f时系统的有功负荷(f的函数)；PDN：频率为fN时系统的有功负荷（常数）；ai(i=0,1,2，…）为常系数，表示与f的第i次方成正比的负荷在PDN中所占的份额。若以PDN和fN作为功率和频率的基准值，以PDN去除式(13-1)的两边各项，便得到用标么值表示的功率

4、一频率特性当频率偏离额定值不大时，(P-f)静特性常用一条直线表示（见图13一2）。图中直线的斜率：KD称作负荷的频率调节效应系数（简称为负荷的频率调节效应）（13－3）（13－4）KD、KD*称为负荷的频率调节效应系数。KD*的数值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负荷的KD*值都可能不同。实际系统中KD*=1~3，它表示频率变化1％时，负荷有功功率相应变化(l~3)％。KD*的具体数值通常由试验或计算求得。KD*的数值是调度部门必须掌握的一个数据是考虑按频率增减负荷方案和低频率

5、事故时用切除负荷来恢复频率的控制依据。（13－3）（13－4）23PD*＝PD/PDN系统频率降到45HZ时从系统取用的（有功）负荷比50HZ时减少11.3%系统频率降到48HZ时从系统取用的（有功）负荷比50HZ时减少了4.7%二、发电机组的有功功率~频率静态特性转速测量元件由离心飞摆、弹簧和套筒组成，它与原动机转轴相联接，能直接反映原动机转速的变化。当原动机有某一恒定转速时，作用到飞摆上的离心力、重力及弹簧力在飞摆处于某一定位置时达到平衡，套筒位于B点，杠杆AOB和DEF处在某种平衡位置，错油门的

6、活塞将两个油孔堵塞，使高压油不能进入油动机（接力器）,油动机活塞上、下两侧的油压相等，所以活塞不移动，从而使进汽（水）阀门的开度也固定不变。原动机调速系统有很多种，根据测量环节的工作原理，可分为以下两大类。1、调速系统的工作原理（离心式机械液压调速系统由四个部分组成，其结构原理如图13-3所示）1、机械液压调速系统2、电气液压调速系统二、发电机组的有功功率~频率静态特性1、调速系统的工作原理负荷增加，发电机的有功功率输出增加，机组的转速（系统频率）降低，飞摆的离心力减小。在弹簧力和重力的作用下，飞摆要

7、到较低位置才能达到新的平衡。于是套筒从B点下移到B’点。此时油动机还未动作，所以杠杆AOB中的A点仍在原处不动，整个杠杆便以A点为支点转动，使O点下降到O’点。杠杆DEF的D点是固定的，于是F点下移，错油门2的活塞随之向下移动，打开了通向油动机3的油孔，压力油便进人油动机活塞的下部，将活塞向上推，增大调节汽门（或导水翼）的开度，增加进汽（水）量，使原动机的输人功率增加，结果机组的转速（频率）便开始回升。二、发电机组的有功功率~频率静态特性1、调速系统的工作原理随着转速的上升，套筒从B’点开始回升，与此

8、同时油动机活塞上移，使杠杆AOB的A端也跟着上升，于是整个杠杆AOB便向上移动，并带动杠杆DEF以D点为支点向逆时针方向转动。当点O以及DEF恢复到原来位置时，错油门活塞重新堵住两个油孔，油动机活塞的上、下两侧油压又互相平衡，它就在一个新的位置稳定下来，调整过程便告结束。二、发电机组的有功功率~频率静态特性1、调速系统的工作原理这时杠杆AOB的A端由于汽门已开大而略有上升，到达A‘点的位置，而O点仍保持调速系统启动前的位置，相应地B端将略有下降，到达B“