电力系统频率变化的影响教学提纲

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电力系统调频课程设计

电力系统调频课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电力系统调频的基本原理，掌握调频的目的、意义及方法。

2. 使学生掌握电力系统频率调整的主要措施，了解调频过程中涉及的技术参数。

3. 帮助学生了解我国电力系统的调频现状及发展趋势。

技能目标：1. 培养学生运用调频知识分析和解决实际问题的能力，如针对特定电力系统频率波动情况，提出合理的调频方案。

2. 提高学生运用相关软件工具进行电力系统调频模拟仿真的技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统调频工作的兴趣和热情，激发他们为我国电力事业作贡献的意愿。

2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在调频问题探讨中积极倾听、交流、表达自己观点的能力。

3. 引导学生关注电力行业的发展，认识到电力系统调频对保障电网稳定运行的重要性。

本课程针对高年级本科或研究生阶段的学生，结合电力系统及自动化专业特点，注重理论知识与实际应用相结合。

通过本课程的学习，旨在使学生掌握电力系统调频的基本知识，具备分析和解决实际调频问题的能力，同时培养他们积极向上的情感态度和价值观。

课程目标分解为具体学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 电力系统调频基本概念：介绍调频的定义、分类、目的及其在电力系统运行中的重要性。

教材章节：第一章调频原理与分类2. 电力系统频率特性：分析电力系统频率的波动原因、频率调整方法及其对系统稳定性的影响。

教材章节：第二章频率特性与调节方法3. 调频器工作原理及参数设置：详细讲解调频器的工作原理、主要参数设置及其对调频效果的影响。

教材章节：第三章调频器原理与参数设置4. 电力系统调频措施：介绍电力系统调频的主要措施，包括一次调频、二次调频以及三次调频等。

教材章节：第四章调频措施及其应用5. 调频控制系统设计：分析调频控制系统的设计原理、结构及其性能评价指标。

教材章节：第五章调频控制系统设计6. 电力系统调频实例分析：结合实际案例，分析电力系统调频过程中遇到的问题及解决方法。

电力系统频率变化的影响

电力系统频率偏低偏高有哪些危害?电力系统频率的频率变动会对用户、发电厂、电力系统产生不利的影响。

1.对用户的影响：频率的变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品质量，雷达、电子计算机等会因频率过低而无法运行；2.对发电厂的影响：频率降低时，风机和泵所能提供的风能和水能将迅速减少，影响锅炉的正常运行；频率降低时，将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，减短叶片寿命甚至使其断裂。

频率降低时，变压器铁耗和励磁电流都将增加，引起升温，为保护变压器而不得不降低其负荷；3.对电力系统的影响：频率降低时，系统中的无功负荷会增加，进而影响系统，使其电压水平下降。

当供电电路的频率偏高时，1、电动机的转速回高（ n=60f/p(1-&) )，当电动机转速增大时，其实际功率成倍增加，其结果电动机很容易过载烧毁；2、中国电气设备是按50赫兹设计的，如果大于其允许的频率数，电气原件容易损坏。

当供电电路的频率偏低时，电动机转速会过低，会使有的设备不能正常工作，如水泵可能不出水，风机风量、风压过低。

频率变化对电力用户及电力系统的影响包括哪些?对用户：1、用户使用的电动机的转速与系统频率有关，频率变化将使电动机的转速变化，从而影响产品的质量。

例如，都会因为频率的变化出现次品。

2、近代工业，国防和科学技术都已经广泛使用的电子设备受到频率影响较大。

系统本身：1、低频运行，会对发电机的叶片所受到的应力有影响。

甚至引起共振，降低叶片寿命。

2、增大，提高温升等。

系统频率的变化主要是引起负荷端异步电动机转速的变化。

如果频率降低的过多，将使电动机停止运转，会引起严重的后果。

比如，火电厂的给水泵停止运转，将迫使锅炉停炉。

另一方面，如楼上所讲，对于汽轮机在低频运行状态下时，会缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会使叶片断裂。

（这是因为汽轮机转子一般瘦长，转速较快，可达1500r/s,突然频率过低，会使叶片断裂）。

如果频率过高，则会出现失步等问题。

《电力系统分析》第五章电力系统有功功率的平衡和频率调整

负荷的变化将引起频率的相应变化，电力系统的有功功率和频率调整大体上分一次、二次、三次调整三种。频率的一次调整（或称为一次调频）指由发电机组的调速器进行的，是对一次负荷变动引起的频率偏移作调整。频率的二次调整（或称为二次调频）指由发电机组的调频器进行的，是对二次负荷变动引起的频率偏移作调整。频率的三次调整（或称为三次调频）是对三次负荷变动引起的频率偏移作调整。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之间进行分配。
PG 2

0.53 0.18 0.0036

97
PL PG1 PG2 197
因此，负荷继续增加时，增加的负荷应由发电设备2承担，两套设备的综合耗量微增率也就取决于发电设备2。
（b）PL 100MW，按最优分配时，有
PL

PG1

PG 2

0.25
0.0028
0.18
（以下简称负荷）时刻都在作不规则变化，如右图所示。对系统实际负荷变化曲线的分析表明，系统负荷可以看作是由三种具有不同变化规律的变动负荷所组成：第一种变化幅度很小，变化周期短，负荷变动有很大的偶然性；第二种是变化幅度大，变化周期较长；第三种是变化缓慢的持续变动负荷。
第五章电力系统有功功率的平衡和频率调整
第五章电力系统有功功率的平衡和频率调整
2、水力发电厂的特点（1）必须释放水量－－强迫功率。（2）出力调节范围比火电机组大，启停费用低，且操作简
单。（3）不需燃料费，但一次投资大，水电厂的运行依水库调
节性能的不同在不同程度上受自然条件的影响。
第五章电力系统有功功率的平衡和频率调整
3、原子能发电厂的特点（1）最小技术负荷小，为额定负荷10～15％。（2）启停费用高；负荷急剧变化时，调节费用高；启停及急剧调节时，易于损坏设备。（3）一次投资大，运行费用小。

第五章-电力系统的频率调整讲课稿

3、对发电厂的影响
（1）影响锅炉的正常运行
（2）当频率下降时，会增加汽轮机叶片所受的力，引起叶片的共振，缩短叶片的使用寿命，严重时刻使叶片断裂。（3）频率降低时，导致拖动设备出力下降，造成水压风力不足，因此发电机发电能力下降，所以为了维持正常电压，就要增加励磁电流，致发电机定子和转子温升增加。（4）频率降低时，因为为了维持正常电压而增加了励磁电流，导致磁通密度的增大，因此变压器的铁耗和励磁电流都要增大。
1、负荷增加，使电磁转矩增加，若原动机的拖动转矩不变，则转速n 下降，导致频率降低。
2、负荷减少，使电磁转矩减小，若原动机的拖动转矩不变，则转速n 上升，导致频率升高。
通过上面的分析得出：有功功率的变化(负荷的变化) 与频率的变化是直接相关的，因此可以通过调节频率来调节有功功率的平衡。
二、有功功率负荷的变动和调整控制
衡量运行经济性的主要指标为：比耗量 (煤耗率)和线损率（网损率）
有功功率的最优分布包括：有功功率负荷预计、有功功率电源的最优组合、有功功率负荷在运行机组间的最优分配等。
第一节电力系统中有功功率的平衡
一、电力系统的有功功率平衡
发电机组的有功平衡
发电机组的有功平衡：发电机的电磁功率 PGi与原动机的机械功率PTi之间的平衡。
（6）两者分别沿着图中箭头方向移动，最终系统稳定运行于新的平衡点O’。
这就是一次调频的整个过程。
下面来分析负荷功率的增加量是由哪几部分组成的，由图可知：
OA OB BA PL0 OB PG KGf BA PL KLf
因此：整个系统的负荷功率的增大量= 发电机组功率的增大量-负荷功率减少量
有功功率电源的最优组合指系统中发电设备或发电厂的合理组合，即机组的合理开停。 ◆ 机组的最优组合顺序 ◆ 机组的最优组合数量 ◆ 机组的最优开停机时间

第七章电力系统有功功率和频率调整

第七章电力系统的质量控制
第二节电力系统的频率质量控制——频率调整
Frequency Regulation 一、频率调整的必要性：
1.电力系统频率变化的影响对用户的影响（1）异步电机转速变化，影响产品质量；（2）异步电机功率下降; （3）电子设备的准确度.
第二节电力系统的频率质量控制——频率调整
发电机组的调差系数可以整定。整定后在运行过程中不再变动。即发电机组有功频率特性曲线的斜率固定。
（三）有功平衡(active power balance)
有功平衡与频率的关系：
PG ( f )
'
PD ( f )
( f ) PD
f
fN f2
f1
A
C
B PG ( f )
D
PG
PD 0
PD
P1
P2 P 3
结论：n台机组的等值单位调节功率远大于一台机组的单位调节功率。
PD 0 K S KG K D f PGN PDN K G* K D* fN fN
PDN 同除以 fN
PD 0* PGN K G* K D* KG* K r K D* K S * 则 f* PDN
负荷的有功频率特性简化表达
当频率偏离额定值不大时，负荷有功频率特性用一条近似直线来表示。
PD K D tg f
PD
PD
PD / PDN PD K D f / f N f

负荷的频率调节效应系数或称为负荷的频率调节效应，表示负荷随频率的变化程度。
fN
f
（二）. 有功电源及其有功频率特性：
fN f2 f3
A B D
PG
PD 0

电力系统频率特性和其调整原理及措施

一般火电机组的检修周期约为1年；水电机组约为2年。机组的检修时间约为1个月。
第一节电力系统中有功功率的平衡
(4) 国民经济备用。考虑国民经济超计划增长和新用户的出现而设置的备用。这部分备用与国民经济增长有关，一般取最大负荷的3%~5%。
第一节电力系统中有功功率的平衡
三、各类发电厂的特点及合理组合
为热备用（旋转备用）
(1) 负荷备用。为了满足系统中短时的负荷变动和短期内计划外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大小与系统的负荷大小有关，一般为最大负荷的2%~5%。大系统采用较小的百分数，小系统采用较大的百分数。
第一节电力系统中有功功率的平衡在有水、火电厂的联合系统，一般为冷备用；在只有火电厂或水电厂不能投入运行时，为热备用
第一节电力系统中有功功率的平衡 2.水力发电厂的特点 (1) 必须释放水量－－强迫功率；
(2) 出力调节范围比火电机组大，启停费用低，且操作简单；
(3) 不需燃料费，但一次投资大，抽水蓄能，水电厂的运行依水库调节性能的不同在不同程度上受自然条件的影响。
第一节电力系统中有功功率的平衡 3.原子能发电厂的特点
例如异步电动机、变压器励磁电流
的增加
⑤互联电力系统解列，发电机解列
第一节电力系统中有功功率的平衡二、电力系统中有功功率的平衡和备用容量
1. 有功功率负荷的变动及其调整
(1) 负荷的分类
P1 –第一种负荷; P2– 第二种负荷; P3—第三种负荷; P∑--实际不规则的总负荷
第一节电力系统中有功功率的平衡
第一节电力系统中有功功率的平衡
(一) 各类发电厂的特点 1.火力发电厂的主要特点
(1) 要支付燃料及运输费用，不受自然条件的影响；

电力系统频率及有功功率的自动调节专业知识讲义

点就回到原来的位置。
3）由于C〞上升了，所以A〞必
定低于A。
这说明调速过程结束时，出力
增加，转速稍有降低。
4）调速器是一种有差调节器。
5）通过伺服电动机改变D点的
位置，就可以达到将调速器特
性上下平移的目的。电力系统频率及有功功率的自动调
节专业知识
活塞
（二）发电机组的功率—频率静态特性
• 反映调整过程结束后发电机输出功率和频率关系
关系为：
pn
f
60
P——发电机组转子极对数
n ——发电机组的转数（r/min）
f——电力系统频率（Hz）
显然，电力系统的频率控制实际上就是调节发电机组的转速！
电力系统频率及有功功率的自动调
节专业知识
2、频率调节的原理
系统
（1）正常运行时：
假设系统中有 m 台机组，
G1
G2
m
各机组原动机的输入总功率为：
电力系统频率及有功功率的自动调
节专业知识
tan
p
f
L

三、发电机组的功率—频率特性
发电机组的功率—频率特性定义：
通常把由于频率变化而引起发电机组输出功率变化
的关系称为发电机组的功率—频率特性或调节特性。
发电机组的功率—频率特性取决于调速系统的特性。
当系统的负荷变化引起频率改变时，发电机组调速系统工作，
能，频率过低时有些设备甚至无法工作。
这对一些重要工业和国防是不能允许的。
3、电力系统频率降低会使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动
机械的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运行。
电力系统频率及有功功率的自动调
节专业知识

第十三章-电力系统的有功功率平衡和频率调整

编辑版pppt
5
P
第一种
第二种
第三种
t
编辑版pppt
6
§13-2 电力系统的频率特性
一系统负荷的有功功率－频率静态特性
有功负荷随频率的变化特性称为负荷的频率特性，稳态下称静态频率特性。
编辑版pppt
7
综合负荷与频率的关系：
2
3
P D a 0P D N a 1 P DfN fN a 2P D N ffN a 3P D N ffN
12
1. 调速系统的工作原理 2. (离心式机械液压调速系统)
编辑版pppt
13
编辑版pppt
14
摆转速变慢，弹簧拉紧，B点下降到B点(A
点不动)，o下降到 o E
E
动F
F
通，油动机活塞上移，进汽(水)阀门开大，
发电机转速增加，A
A o o点，
由于A
A
B
B点，
B
来的值。
这就是频率的一次调整，为有差调节，频率不能回到原来的值。
编辑版pppt
15
为使转速仍能维持原来转速，在外界信号的作用下，同步器动作，令D点上移，这时由于E点不动，使得F点下降，错油门打开，油动机动作，再次抬高活塞，开大进汽门，可使转速回到初始值。这就是频率的二次调整。
编辑版pppt
16
2. 发电机组的有功功率－频率静态特性
由以上分析可见，PD↑， P↑G，f↓低于初始值，反之 ↓P，D ↓，PG f↑高于初始值。
i
i
所以 n 台机组的等值单位调节功率为
KG
i
KGi
i
KGi*
PGiN fN
KG*

电力系统的有功功率平衡和频率调整

PG ( f )
发电机两者的调节效应.考虑一台 P2 ΔPD0 ΔPD
发电机和一个负荷的情况.
ΔPG P1
P’D ( f ) PD ( f )
假定系统的负荷增加ΔPD0
负荷的实际增量：
PGPD0PD
o
f2 f1
f
< 负荷的实际增量应与发电机组的功率输出的增量相等 >
13.2 电力系统的频率特性
三.电力系统的 P–f 静态特性
13-3 电力系统的频率调整
系统调频
➢负荷变化时通常首先由主调频电厂进行二次调频力图恢复系统频率. ➢若仍有功率缺额则由配置了调速器的机组进行一次调频.
13.3 电力系统的频率调整
1. 频率的一次调整
发电机组的调速器,根据系统频率的偏移,改变机组的出力,使有功功率重新达到平衡,这就是频率的一次调整.
13.3 电力系统的频率调整
5. 互联系统的频率调整
二功负次率荷调增增频量量
频率调整可能引起网络潮流的重新分布
A
B
PDAPABPGAKAf PDBPABPGBKBf
ΔPDA ΔPGA
KA
ΔPAB
ΔPDB ΔPGB
KB
f P D A P D B P G A P G B P D P G= 0, 则: △f = 0
说的频率调整
同步器平行移动发电机的功频静特性来调节频率和分配机组间的有功功率
P3 ΔPD0
P2
P1
o
PG ( f ) ΔPD ΔPG
P’D ( f ) PD ( f )
f2 f1
f
13.3 电力系统的频率调整
3. 发电机的分类
有可调容量的机组均参加频率的一次调整只有一台或少数几个机组参加频率的二次调整主调频机组：参与二次调频的机组,条件：有足够大的调频容量和调节范围,出力调整速度应满足系统负荷变化速度的要求等. 辅助调频机组：只有在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参与频率调整非调频机组：按调度中心预先给定的负荷曲线运行,不参与频率的二次调整

电力系统的频率调节解析

• 在上图中水轮机调节系统静态特性曲线上，取某一点[例如图(二)中的A点]，过该点作一切线，其切线斜率的负数就是该点的永态转差系数： dxf bp=- dy 。 • 显然，对于一条曲线型的静态特性曲线，选取不同的A点，会得到不同的bp值。 • 但是，实践证明，调速器静特性近似为一条直线，其最大非线性度不超过5%。在一定的水头下，机组功率与过机流量；过机流量与导叶开度、导叶开度与接力器行程都基本保持比例关系。所以ep 和bp值密切相关，可通过对bp值的重新设定来改变ep的大小，从而改变一次调频的调差特性。
• 2.2 发电机组调速系统一次调频静态特性 • 机组原始工况：静特性曲线1(Pc1)上A点：机组目标功率Pc1；机组实际功率P1；机组频率f1；调速系统调差系数ep（速度变动率）=- f 。
• 电网发生功率缺额，折算到机组的功率缺额：P3 －P1；
p
• 一次调频作用：电网功率缺额，引起电网频率降低，如果不进行调节，发电机组调速系统则按静特性曲线1（Pc1），频率应降至f3，各机组根据频率偏差进行一次调频，使机组增发了功率 Δ Pf=P2－P1，电网频率为B点f2。虽然该机组与电网上其它机组一起进行了一次调频，但电网频率为f2，不可能恢复到扰动前的f1。
• • • • •
PID数字调节器的调节规律可用下列传递函数描述： Δ ypid(s)∕Δ x(s)= Kp+Ki∕s+Kds∕(1+TIVS) 其中： Δ ypid(s)-------PID调节输出的拉氏变换值； Δ x(s)-------- PID调节输入的拉氏变换值；
1 ； bt Td Tn ； bt
•
电网在负荷扰动后，电网频率产生偏差，各机组的调速系统根据频率偏差Δ f和功率调差系数 ep 进行一次调频，在 15″以内的时间弥补了系统部分功率差值；在一次调频的基础上，电网AGC再经过二次调频重新修正相关机组的目标功率值。因此，调速系统通过两个信号输入端：频率（转速）输入端 ( 一次调频 ) 和机组目标功率输入端（二次调频）对电网的频率进行的调节，最终达到电网功率平衡和频率恢复规定的范围之内。

电力行业--电力系统频调整和电压调整

一、改变发电机的端电压调压二、改变变压器的变比调压 1、变压器分接头的选择
1）降压变压器分接头的选择
所以分接头电压
最大负荷时
最小负荷时
取代数平均值 2）升压变压器分接头的选择最大负荷和最小负荷时变压器分接头的电压分别为
2、利用有载调压器调压
解释带负荷进行调压的过程三、改变电力网的无功功率分布调压
四、电力系统负荷及电源的频率静态特性 1、电力系统负荷的功率—频率静态特性
在电力系统运行中，频率允许变化范围很小，因此，系统综合负荷的频率静态特性曲线近似为一条直线。
其斜率为
用有名值表示为
：负荷频率调节效应系数
2、发电机组的功率—频率静态特性 1）解释离心式调速器的工作原理
2）一次调频：在电力系统运行中，通过调速器调整，使功率平衡在某一个数值，而频率也稳定在某一个数值。
N台机组的输出功率总增量为
利用系统的单位调节功率公式可算出负荷功率初始变化量ΔPL0引起的频率偏差Δf。从而每台机组所承担的功率增量为
依靠调速器进行频率的一次调整，只能限制那些周期较短，幅度较小的负荷变动而引起的频率偏差。 2、频率的二次调整过程
由上式可知，有二次调整时，除增加一项因操作调频器而增发的功率ΔPG0外，其他和仅有一次调整时一样。
§4.2 电力系统有功功率平衡及频率调整
一、负荷对频率的要求 (1)电阻性负荷对频率无关 (2)普通异步电动机与频率约成线性关系 (3)高压力的机械设备所用的异步电动机与频率成高次方关系
二、频率变化对用户和发电厂的影响三、.电力系统有功功率平衡及备用
(1)负荷备用（调频备用） (2)事故备用 (3)检修备用 (4)国民经济发展备用
（1）无功功率补偿容量的基本原理补偿前：补偿后：补偿前后U1保持不变：

电力系统有功功率和频率调整专业知识讲义

一般总备用—（15%--20%） PM
热负荷备用备用部分事故备用
冷检修备用备部分事故备用用国民经济备用
只有拥有适当的备用容量才能进行最优分配及频率调整
电力系统有功功率和频率调整专业知识
电力系统中有功功率的最优分配
系统中有备用容量时，可考虑有功功率的最优分配问题，包括有功电源的最优组合及有功负荷的最优分配。
电力系统有功功率和频率调整专业知识
电力系统的频率特性
当频率偏离额定值不大时，负荷有功－频率静态特性用一条近似直线来表示。
K
tg
P D
D
f
P/P P
K D DN
D
D f/ f f
N
负荷的频率调节效应系数或称为负荷的频率调节效应，表示负荷随频率的变化程度。
电力系统有功功率和频率调整专业知识
§5.2电力系统中有功功率的最优分配
一、各类发电厂的运行特点 2 水电厂
（1）不需燃料费，但一次投资大（2）出力调节范围比火电机组大（3）启停费用低，且操作简单（4）出力受水头影响（5）抽水蓄能（6）必须释放水量－－强迫功率
电力系统有功功率和频率调整专业知识
§5.2电力系统中有功功率的最优分配
KG
PG f
MW/ Hz
2)
KG*
PG fN PGNf
KG fN
/ PGN
3) 标志着随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。
电力系统有功功率和频率调整专业知识
电力系统的频率特性
2) 发电机的调差系数：单位调节功率的倒数。
f fNf0 f0fN
PG
PGN0 PGN
% fPGN 100 f0fN100

第4章-电力系统有功功率与频率调整

第四章电力系统有功功率与频率调整
① 有功平衡与频率调整 ② 电力系统频率特性 ③ 电力系统频率调整 ④ 电力系统机组组合 ⑤ 电力系统经济调度
一、有功平衡与频率调整
1、电力系统频率变化的影响
电力系统运行的根本目的 ,是在保证电能质量符合标准的条件下，持续不断地供给用户所需的电能，维持电力系统的功率平衡，保证系统运行的经济性。衡量电能质量的主要指标是频率、电压、波形。电力系统运行中，频率和电压的波动都会用户、发电厂、以及电力系统本身产生不利影响。 (1)频率变化对负荷的影响 • 异步机转速 • 异步电机效率 • 电子设备准确度 (2)频率变化对电力系统的影响 • 水泵、风机、磨煤机 • 汽轮机的叶片 • 变压器的励磁
KG
PG f
这里，负号表示发电机组输出功率的变化与频率变化的趋势相反。即，频率降低时，发电机组的输出功率增加。KG的标幺值为
K G*
PG / PGN P f G* K G N f / f N f* PGN
二、电力系统的频率特性
2、发电机的有功/频率静态特性
PD 0 PG KG f K D f
二次调整功率平衡方程
其中，△PG是二次调整而得到的发电机组的功率增量（AE） -KG△f是一次调整得到的发电机组功率增量（EF） -KD△f是负荷本身调节效应得到的功率增量（FC）
三、电力系统的频率调整
2）二次调频
二次调整功率平衡方程，也可改写成
1
i
f
f
i*

PGiN fN 或
PGi f* PGiN i*
三、电力系统的频率调整
2）二次调频
当电力系统由于负荷波动引起的频率偏移较大，调频一次调整不能使系统频率保持在允许范围，只有通过频率二次调整才能解决。二次调频就是以手动或自动方式调节同步器（调频器），使发电机组的频率特性平行移动，从而使负荷变化引起的频率偏移缩小在允许的范围之内。由右图可见，系统负荷的初始增量由三部分组成，即

第 5 章电力系统的有功功率和频率调整讲诉

P(MW)
P(MW)
O
O
P 9.81QhH
比耗量和耗量微增率
比耗量ε
tan FA
PA
耗量微增率λ
P dP
F dF
F
A FA
α
O
PA
△F △P
P
比耗量和耗量微增率
两者有相同的单位，但两者概念不同。对于同一点，其值也不相同。
只有从原点向耗量特性做切线得到的切点上点，比才耗有量λ最=小εm。in，该
dPjk
1 1 d PLk
dPik
负荷的频率静特性和电源的频率静特性
负荷的频率静特性
接入电力系统中的用电设备从系统中取用的有功功率的多少与用户的生产状态有关、与接入点的电压有关，还与系统的频率有关。
假设前两种因素不变，仅考虑有功功率随频率变化的静态关系，称为负荷的频率静特性。
一般应为3～5%，根据国民经济的增长情况来决定。
各种备用的运行状态
热备用
处于运行状态的备用，亦称旋转备用。如，负荷备用和部分事故备用。
冷备用
处于停机待用状态的备用，亦称停机备用。如，检修备用、国民经济备用及部分事故备
用。
我们研究的功率分配和频率控制是在系统具有备用的前提下进行的
一般大型汽轮发电机组由空载到满载的范围内，频率约有4%的变化，即满载时f*=1，空载时f*=1.04。
一次调频
由调速器自动进行发电机组频率调整称为一次调频。（图中D点不动）
二次调频
通过调频器来实现的。（使得D点上升）
发电机组功频静特性
有差调节
D点上下移动，使得曲线平行上下移动

《电力系统自动化》课程教学规范

《电力系统自动化》教学规范一、课程的任务本课程是电力系统自动化技术及输变电工程技术S业的专业课程。

主要任务：着重使电力系统自动化专业的学生了解电力系统自动化的基本内容、运行方式、硬件配置结构以及软件控制功能，为使用和设计电力系统中各个层面、规模的自动化系统建立基础。

二、教学大纲课程编号：适用专业：电力系统自动化技术及输变电工程技术专业学时数：40学时（不包括假期和期末考试）均为理论课学分：2说明：本课程教学规范随专业培养方案学时的改变将进行适当修定（一）、课程的性质和目的《电力系统自动化》课程是我院电类各专业的一门综合性很强的学科专业课。

本课程内容丰富，涵盖知识面广，培养学生综合运用基础知识能力，树立理论联系实际的科学作风和提高学生分析问题、解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生掌握电力系统自动化的基本内容，学会分析电力系统自动化实现的基本方法。

为今后从事电类各专业的学习和工作打下必备的基础。

（二）、课程教学内容及基本教学要求第一章发电机的自动并列（6学时）（1）内容概要§ 1.1列操作意义，准同期并列§ 1.2同期并列的基本原理§ 1.3定越前时间并列装置§ 1.4字式并列装置（2）学时安排§ 1.5 1.5 学时§ 1.62学时§ 1.71学时§ 1.8 1.5 学时第二章同步发电机励磁自动控制系统（9学时）（1）内容概要2.1同步发电机励磁控制系统的任务和要求2.2同步发电机励磁系统2.3励磁系统中转子磁场的建立和火磁2.4 2.4励磁调节器原理2.5励磁系统稳定器2.6电力系统稳定器（2）学时安排2.73学时2.8 2.2 1学时2.9 2.3 1学时2.102.4 2学时2.112.5 1学时2.122.6 1学时第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（6学时）（1）内容概要§3.1电力系统频率特性§3.23.2调频与调频方程式§3.3电力系统的经济调度与自动调频§3.4电力系统低频减震（2）学时安排§3.51.5 学时§3.61.5 学时§3.73.3 2学时§3.83.4 1学时第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术（4学时）（1）内容概要§4.1电力系统电压控制的意义§4.2电力系统无功功率平衡与电压的关系§4.3电力系统电压控制的措施§4.4电力系统电压综合控制§4.5电力系统无功功率电源最优控制（2）学时安排§4.60.5 学时§4.74.2 0.5 学时§4.81学时§4.91.5 学时§4.10 4.5 0.5 学时第五章电力系统调度自动化（6学时）（1）内容概要5.1电力系统调度的主要任务，电力系统的分区、分级调度，功能概述和组成 5.2 5.2远方终端RTU5.3数据通信的通讯规约5.4调度中心的前置机系统，系统结构5.5自动发电机控制5.6EMS的网络分析功能（2）学时安排5.72学时5.8 5.2 0.5 学时5.9 5.3 0.5 学时5.105.4 1学时5.115.5 1学时5.125.6 1学时第六章配电管理系统（6学时）（1）内容概要§6.1配电管理系统（DMS）的概述§6.2馈线自动化（FA）§6.3负荷控制技术及需方用电管理§6.4配电图资地理信息系统§6.5远程自动抄表系统的构成（2）学时安排§6.61学时§6.71.5 学时§6.81.5 学时§6.9 1.5 学时§6.106.5 0.5 学时第七章变电所综合自动化（3学时）（1）内容概要变电所综合自动化系统的基本功能、结构形式（2）学时安排3学时（三）、课程的教学基本要求1、理论教学要求（一）发电机的自动并列基本要求：（1）了解并列操作的意义，理解并列时电压差、频率差和相位差要满足条件的含义。

电力系统分析课程教学大纲

电力系统分析课程教学大纲（适用电气工程及其自动化专业电气工程方向）（共80 学时）一、课程的性质、地位、任务和教学目标（一）课程的性质和地位本课程是电气工程及其自动化专业的专业核心基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。

本课程为高低压电气设备、电力系统继电保护、电力系统自动化以及其他相关专业选修课程奠定理论基础。

（二）课程的主要任务通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。

（三）课程的教学目标通过本课程的学习，掌握电力系统稳态、暂态分析的基本原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

在学习本门课程前，应掌握“电路”、“电机学”等课程中的相关理论。

通过学习，使学生对电力系统的组成和运行有全面、深刻的了解。

掌握电力系统稳态运行、电力系统电磁和机电暂态过程、电力系统控制的各种分析和计算方法。

对应用计算机进行电力系统分析和计算有一定程度的了解并能简单应用。

二、课程教学环节组成本课程的教学环节包括课堂讲授，师生讨论学生自学，习题讨论课，习题，答疑，质疑和期末考试。

三、课程教学内容纲要第一章电力系统基本概述和基本概念【目的和要求】：了解电力系统及其发展情况；掌握电力系统中性点的接地方式；掌握电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求、电力系统额定电压的概念、电力系统的负荷和负荷曲线。

【重点和难点】：电力系统的概念和电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；电力系统各元件的额定电压；电力系统中性点接地方式。

【教学内容】第一节电力系统概述第二节第二节电力系统的电压等级和负荷第三节电力系统中性点的接地方式第二章电力系统元件参数和等值电路【目的和要求】：了解电力线路结构；掌握线路等值电路、变压器的等值电路、发电机及负荷的等值电路；掌握有名制和标幺制的计算。

电力系统自动化第3章电力系统频率

分布式电源对电力系统频率的影响与应对策略
分布式电源的接入
随着可再生能源等分布式电源的广泛应用，其接入对电力系统频率的影响逐渐凸显。分布式电源的随机性和间歇性可能引起电力系统的频率波动，影响电力系统的稳定运行。
应对策略
为应对分布式电源对电力系统频率的影响，需要采取一系列应对策略。包括加强分布式电源的调度管理，提高其并网技术水平，以及建立健全的电力市场机制，鼓励分布式电
现代电力系统通常采用自动发电控制（AGC）系统来实现电力系统的频率控制，该系统能够根据电力系统的实时运行状态自动调节发电机组的出力，以保证电力系统的频率稳定。
2
03
频率静态特性定义
指在稳态运行条件下，电力系统有功功率与系统频率之间的关系。
频率静态特性分析
源参与电力系统的频率调节。
未来电力系统频率技术的发展方向
高级算法的应用
随着人工智能和大数据技术的发展，高级算法在电力系统频率分析和管理方面的应用将更加广泛。通过运用机器学习、优化算法等高级算法，能够更加精准地预测和调控电力系统的频率，提高电力系统的稳定性和可靠性。
智能化监测与控制
未来电力系统频率技术的发展方向还包括智能化监测与控制。通过集成传感器、通信和控制技术，实现对电力系统频率的实时监测和智能调控，提高电力系统的自适应能力和智能化水平。
根据分析结果采取相应的措施，如优化调度策略、加强设备维护等，以提高电力系统的频率稳定性。
03
电力系统频率调整与控制
电力系统频率调整的方法
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一次调频
通过发电机组的调速系统，快速响应系统负荷变化，调整发电机组出力以维持频率稳定。
自动发电控制（AGC）利用计算机系统对区域电网内的机组出力进行自动控制，以满足负荷需求，并维持频率稳定。