自动装置原理_5(73)
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或PG* C1 f* C2 f*2 式中各系数均为常数， 通常C1＝2C2。 输出功率最大值是在额定条件下， 转速和转矩都在额定值时出现。
当发电机配置调速器，则： 随着转速的变动不断地调节进汽量， 使原动机地运行点不断从一根静态特性曲线 向另一根过渡。 连接这些不同曲线上地运行点，所得曲线 称为有调速器时的静态功率－频率特性
配有调速系统的发电机组的功率－频率特性。
功率调整时，频率有变化，为有差调节特性。
特性曲线的斜率为：R f ，标幺化： PG
R*
f / fN PG / PGN
f* PG*
，或写成：f*
R*PG*
0
R*
f PG
/ /
fN PGN
f* PG*
实际运行过程中，采用调差系数的倒数：
KG*
1 R*
1.频率较高的随机分量变 化周期小于10S；
2.脉动分量，变化幅度较 大，变化周期10S3min
3.变化缓慢的持续分量
对频率变化起主要影响的 是负荷变动的第2.3种 分量。
负荷的静态频率特性
系统功率失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用。
这种现象称为负荷的频率调节效应。
通常用：K L*
dPL* df*
频率是电能质量的重要指标之一。 在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数：
f pn 60
m
m
忽略机组内部损耗时， PTi PGi
1
1
如果由于负荷的突然变动，而使发电机组的输出功率增加PL，
m
m
则：
PTi PGi PL
1
1
机组的输入功率小于负荷要求功率，为了保持平衡，把转子的
1.与频率变化无关 如照明、电弧炉、电阻炉、整流负 荷等。
2.与频率成正比
切削机床、球磨机、压缩机、卷扬机等。
3.与频率的二次方成正比 变压器涡流损耗，占系统的比重较小。
4.与频率的三次方成正比 通风机、静水头阻力不大的循环水泵
5.与频率的更高次方成比例 静水头阻力很大的给水泵
负荷变化必导致频率变化
系统等值调差系数：R*
P N P n
GiN
R i1 i*
同时： f*
R1*P1 PG1N
R2*P2 PG 2 N
L
RP P N
当系统负荷变化后，每台发电机所承担的功率可确定为：
PGi
f*
*
PGiN Ri*
R* P PGiN
P N
Ri*
求等值系统的等值调差系数时， 没有调节容量的发电机，应以 PGiN 0代入。
一部分动能转换成电功率，致使发电机组转速降低，系统频率下降。
m 1
PTi
m 1
PGi
PL
d dt
(
m 1
WKi )
系统频率变化是由于发电机和负荷的功率不平衡所致，
调频与有功调节密不可分。
电力系统负荷不断变化，原动机输入功率变化缓慢，频率波动在所难免。
电力系统频率的变化，对生产率以及发电厂间的负荷分配有直接影响。
K L*
tg
PL* f*
，有名值表示为：K
L
PL。 f
有名值和标幺值的变换关系为：K L*
KL
fN PLN
K L*是系统调度部门要求掌握的实测数据，一般为1－3。
有功负荷静态频率特性
根据实测，在48-51HZ范围，有功负荷与频率的关系曲线接 近于一直线。
三、发电机组的功率－频率特性
发电机频率调整是由原动机的调速系统来实现的。
R*PG*
0，得：P1* P2*
R2* R1*
推广到多机系统：PGi
1 Ri*
f fN
PGiN
求和，考虑到稳态时整个系统内频率的变化f 是相同的，得：
P
n i 1
PGi
f fN
n i 1
PGiN ,如果用等值机代替： Ri*
P
1 R*
f fN
P N , 其中P N
n i 1
PGiN。
第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节
第一节 电力系统频率特性 第二节 调速器原理 第三节 电力系统的频率调节系统及其特性 第四节 电力系统自动调频 第五节 电力系统的经济调度与自动调频
第一节 电力系统频率特性
一、概述
调频与调压的差别： 1.调节准确度更高：
电压变化范围±5%，频率不超过±0.2HZ甚至更高±0.1HZ
电力系统运行的主要任务之一，就是对频率进行监视和控制。
频率偏差允许范围：一般偏差不超过 0.2Hz，有些地区为 0.1Hz。
二、电力系统负荷的功率－频率特性
当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也随之改变，即：
PL F ( f ) 有功负荷随频率而改变的特性，称为负荷的功率－频率特性，
是负荷的静态频率特性。
Ri* 因为对这些机组，即使频率变化，其输出功率仍然不变， 也就是毫无调节能力，相当于调差系数趋向于无穷大。 在电力系统中，如果有多台调差系数等于零是不能运行的。 如果其中有一台调差系数为零，其余机组为有差调节， 虽然可以运行，但所有功率的变化都由调差系数为零 的发电机组承担，也是不现实的。 在电力系统中，所有机组的调速器都为有差调节， 由他们共同承担负荷的波动。
来衡量调节效应的大小。
K
称为负荷的频率调节效应系数。
L*
K L*
dPL* df*
a1
2a 2
f*
3a 3
f*2
L
na
n
f n1 *
n 1
mam
f m1 *
K
的值取决于负荷的性质，与各类负荷所占的比例有关。
L*
在电力系统运行中，允许频率变化的范围是很小的。
有功负荷与频率的关系曲线接近于直线。其斜率为：
Leabharlann Baidu
PG* f*
，即：KG*f
PG*
0
KG*一般称为发电机组的功率－频率静态特性曲线。
KG用有名值表示：KG
PG f
对于汽轮发电机组：R* 4％－6％或KG*＝16.6－25； 对于水轮发电机组：R* 2％－4％或KG*＝25－50；
(二）调差特性与机组间有功功率的分配
两台发电机并联运行的情况
有功功率分配和调差系数关系：根据公式：f*
发电机的功率－频率特性取决于调速系统特性。
系统负荷改变 调速系统调整进汽量 调节发电机输入功率
由于频率变化而引起的发电机输出功率的变化称为发电机组的 功率－频率特性或调节特性。
（一）发电机的功率－频率特性
假设发电机没有配置调速器，则： 发电机转矩方程近似表示：
MG* A B*
功率方程为：
PG C1* C2*2
2.系统各节点频率稳态值相等
同一个系统只有一个共同的系统频率， 系统各节点电压不相等 无功功率平衡和调压大为简化采用就地平衡，分别调压。 系统任何两点频率不等则表示这两点处于“失步”，调频必须由整个系统统筹
调度解决，不允许电厂“各自为政”
3.调频与运行费用关系密切
通过调整机组出力达到有功平衡，出力改变所消耗的燃料费用随之改变 调压只改变机组无功功率
当发电机配置调速器，则： 随着转速的变动不断地调节进汽量， 使原动机地运行点不断从一根静态特性曲线 向另一根过渡。 连接这些不同曲线上地运行点，所得曲线 称为有调速器时的静态功率－频率特性
配有调速系统的发电机组的功率－频率特性。
功率调整时，频率有变化，为有差调节特性。
特性曲线的斜率为：R f ，标幺化： PG
R*
f / fN PG / PGN
f* PG*
，或写成：f*
R*PG*
0
R*
f PG
/ /
fN PGN
f* PG*
实际运行过程中，采用调差系数的倒数：
KG*
1 R*
1.频率较高的随机分量变 化周期小于10S；
2.脉动分量，变化幅度较 大，变化周期10S3min
3.变化缓慢的持续分量
对频率变化起主要影响的 是负荷变动的第2.3种 分量。
负荷的静态频率特性
系统功率失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用。
这种现象称为负荷的频率调节效应。
通常用：K L*
dPL* df*
频率是电能质量的重要指标之一。 在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数：
f pn 60
m
m
忽略机组内部损耗时， PTi PGi
1
1
如果由于负荷的突然变动，而使发电机组的输出功率增加PL，
m
m
则：
PTi PGi PL
1
1
机组的输入功率小于负荷要求功率，为了保持平衡，把转子的
1.与频率变化无关 如照明、电弧炉、电阻炉、整流负 荷等。
2.与频率成正比
切削机床、球磨机、压缩机、卷扬机等。
3.与频率的二次方成正比 变压器涡流损耗，占系统的比重较小。
4.与频率的三次方成正比 通风机、静水头阻力不大的循环水泵
5.与频率的更高次方成比例 静水头阻力很大的给水泵
负荷变化必导致频率变化
系统等值调差系数：R*
P N P n
GiN
R i1 i*
同时： f*
R1*P1 PG1N
R2*P2 PG 2 N
L
RP P N
当系统负荷变化后，每台发电机所承担的功率可确定为：
PGi
f*
*
PGiN Ri*
R* P PGiN
P N
Ri*
求等值系统的等值调差系数时， 没有调节容量的发电机，应以 PGiN 0代入。
一部分动能转换成电功率，致使发电机组转速降低，系统频率下降。
m 1
PTi
m 1
PGi
PL
d dt
(
m 1
WKi )
系统频率变化是由于发电机和负荷的功率不平衡所致，
调频与有功调节密不可分。
电力系统负荷不断变化，原动机输入功率变化缓慢，频率波动在所难免。
电力系统频率的变化，对生产率以及发电厂间的负荷分配有直接影响。
K L*
tg
PL* f*
，有名值表示为：K
L
PL。 f
有名值和标幺值的变换关系为：K L*
KL
fN PLN
K L*是系统调度部门要求掌握的实测数据，一般为1－3。
有功负荷静态频率特性
根据实测，在48-51HZ范围，有功负荷与频率的关系曲线接 近于一直线。
三、发电机组的功率－频率特性
发电机频率调整是由原动机的调速系统来实现的。
R*PG*
0，得：P1* P2*
R2* R1*
推广到多机系统：PGi
1 Ri*
f fN
PGiN
求和，考虑到稳态时整个系统内频率的变化f 是相同的，得：
P
n i 1
PGi
f fN
n i 1
PGiN ,如果用等值机代替： Ri*
P
1 R*
f fN
P N , 其中P N
n i 1
PGiN。
第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节
第一节 电力系统频率特性 第二节 调速器原理 第三节 电力系统的频率调节系统及其特性 第四节 电力系统自动调频 第五节 电力系统的经济调度与自动调频
第一节 电力系统频率特性
一、概述
调频与调压的差别： 1.调节准确度更高：
电压变化范围±5%，频率不超过±0.2HZ甚至更高±0.1HZ
电力系统运行的主要任务之一，就是对频率进行监视和控制。
频率偏差允许范围：一般偏差不超过 0.2Hz，有些地区为 0.1Hz。
二、电力系统负荷的功率－频率特性
当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也随之改变，即：
PL F ( f ) 有功负荷随频率而改变的特性，称为负荷的功率－频率特性，
是负荷的静态频率特性。
Ri* 因为对这些机组，即使频率变化，其输出功率仍然不变， 也就是毫无调节能力，相当于调差系数趋向于无穷大。 在电力系统中，如果有多台调差系数等于零是不能运行的。 如果其中有一台调差系数为零，其余机组为有差调节， 虽然可以运行，但所有功率的变化都由调差系数为零 的发电机组承担，也是不现实的。 在电力系统中，所有机组的调速器都为有差调节， 由他们共同承担负荷的波动。
来衡量调节效应的大小。
K
称为负荷的频率调节效应系数。
L*
K L*
dPL* df*
a1
2a 2
f*
3a 3
f*2
L
na
n
f n1 *
n 1
mam
f m1 *
K
的值取决于负荷的性质，与各类负荷所占的比例有关。
L*
在电力系统运行中，允许频率变化的范围是很小的。
有功负荷与频率的关系曲线接近于直线。其斜率为：
Leabharlann Baidu
PG* f*
，即：KG*f
PG*
0
KG*一般称为发电机组的功率－频率静态特性曲线。
KG用有名值表示：KG
PG f
对于汽轮发电机组：R* 4％－6％或KG*＝16.6－25； 对于水轮发电机组：R* 2％－4％或KG*＝25－50；
(二）调差特性与机组间有功功率的分配
两台发电机并联运行的情况
有功功率分配和调差系数关系：根据公式：f*
发电机的功率－频率特性取决于调速系统特性。
系统负荷改变 调速系统调整进汽量 调节发电机输入功率
由于频率变化而引起的发电机输出功率的变化称为发电机组的 功率－频率特性或调节特性。
（一）发电机的功率－频率特性
假设发电机没有配置调速器，则： 发电机转矩方程近似表示：
MG* A B*
功率方程为：
PG C1* C2*2
2.系统各节点频率稳态值相等
同一个系统只有一个共同的系统频率， 系统各节点电压不相等 无功功率平衡和调压大为简化采用就地平衡，分别调压。 系统任何两点频率不等则表示这两点处于“失步”，调频必须由整个系统统筹
调度解决，不允许电厂“各自为政”
3.调频与运行费用关系密切
通过调整机组出力达到有功平衡，出力改变所消耗的燃料费用随之改变 调压只改变机组无功功率