电力系统有功功率平衡及频率调整

第三章电力系统有功功率平衡及频率调整
例3-1 某一容量为100MW 的发电机，调差系数整定为4% ，当系统频率为50Hz时，发电机出力为60MW;若系统频率下降为49.5Hz时，发电机的出
力是多少？
解根据调差系数与发电机的单位调节功率关系可得
K G=(1/S *)X("N/f N)=(1/0.04)x(100/50 =50(MW/Hz)
于是有
△G=—K G△仁50 (50- 49.5)=25(MW)
即频率下降到49.5Hz时，发电机的出力为60+25=85( MW)
例3-2电力系统中有A、B两等值机组并列运行，向负荷P D供电。

A等值机额定容量500MW，调差系数0.04, B等值机额定容量400MW，调差系数0.05o
系统负荷的频率调节效应系数K D*=1.5。

当负荷P D为600 MW时，频率为50Hz, A机组出力500MW，B机组出力100MW。

试问：
(1)当系统增加50MW 负荷后，系统频率和机组出力是多少？
(2)当系统切除50MW 负荷后，系统频率和机组出力是多少？
解首先求等值发电机组A, B的单位调节功率及负荷的频率调节效应系数为K GA=(1/S * )X( p GNA/f N)=(1/0.04)X( 500/50 =250 ( MW/Hz )
K GB=(1/S *) X( p GNB/f N ) = (1/0.05 X(400/50 =160 (MW/Hz)
K D=K D*X( P DN/f N ) =1.5X(600/50 =18 (MW/Hz)
( 1 当系统增加50MW 负荷后。

由题可知，等值机A已满载，若负荷增加，频率下降，K GA=0，不再参加频率调整。

系统的单位调节功率K=K GB+K D=160+18=178(MW/Hz
频率的变化量△f=—P D/K=—50/178=-0.2809(Hz
系统频率f=50—0.2809=49.72(Hz
A 机有功出力P GA=500MW
B 机有功出力P G B=100-K GB^仁100+16
C X 0.2809=144.94( MW )
( 2 当系统切除50MW 负荷后。

A 机满载运行，负荷增加时无可调功率，但切除负荷，即负荷减少，频率上
升, A机组具有频率调整作用。

即系统的单位调节功率为
K=K GA+K GB+K D=250+160+18=42 (8 MW/Hz 频率的变化量△f=-△P D/K=- (-50/428)=0.117(Hz)
系统频率f=50+0.117=50.11(7 Hz
A 机有功出力P GA=500—K GA△仁500-25/0.117=470.75(MW )
B 机有功出力P GB=100-K GB A仁100-160^0.117=81.30( MW)
练习题
3-1 某容量为100MW、调差系数为5%的发电机，满载运行时在50Hz的额定频率下运行。

当系统频率上升为51.2Hz时，发电机出力是多少？
[答案：P G=52MW]
3-2 系统有发电机组的容量和它们的调差系数分别为
水轮发电机组100MW5台 5 *=0.025
75MW5台 5 *=0.0275
汽轮发电机组100MW6台 5 *=0.035
50MW20台 5 * =0.04
较小容量发电机组合计1000MW S* =0.04
系统额定频率50H乙总负荷3000MW，负荷的频率调节效应系数K D*=1.5。

试计算在以下三种情况下，系统总负荷增大到3300MW，系统新的稳定频率是多少？
( 1) 全部机组都参加一次调整；
( 2) 全部机组都不参加一次调整；
( 3) 仅有水轮发电机组参加一次调整。

[答案：(1) 49.86Hz; (2) 46.67Hz; (3) 49.61Hz]
3-3 系统中有5 台100MW ( S *=0.03)和5 台200MW ( 5 *=0.04)的发电机组对1200MW的负荷供电，系统额定频率为50Hz。

当一台满载运行的200MW 发电机自动跳闸切除后，系统频率的变化量为多少？(负荷的频率调节效应系数
K D*=2)
△[ 答案： f =—0.256Hz]
3-4并列运行的两台发电机组A、B,调差系数为0.05和0.03。

当系统频率为50Hz 时两机组的出力分别为1000MW和2400MW。

当系统负荷减少了20% 时，系统的频率及两机组的出力各是多少？
[答案：f=50.34Hz; P GA=864MW; P GB=1856MW]
3-4 设系统有两台100MW的发电机组，其调差系数5 1*=0.02, 5 2*=0.04, 系统负荷容量为140MW，负荷的频率调节效应系数K D*=1.5。

系统运行频率为50Hz 时。

两机组出力为P G1=60MW，P G2=80MW 。

当系统负荷增加50MW 时，试问：（1）系统频率下降多少？
（2）各机组输出功率增加为多少？
△[ 答案： f =－0.324Hz；P G1=92.4MW；P G2=96.2MW]
3-5 系统中有两台发电机并列运行，一台额定容量为P GNI=150MW，调差系数
S i*=0.04；另一台P GN2=100MW，调差系数$2*=0.0® 求当系统运行频率为50.5Hz 时，两机组共承担多少系统负荷？当系统负荷增加为120%时，系统的运行频率为多少？此时各机组出力是多少？
[答案：P D=192.5MW；仁50.16Hz P GI=138MW； P G2=93MW]
3-6 某电力系统中有50%的机组（调差系数0.06）已满载；有25%的机组（调差系数为0.05）未满载运行，且有20%的备用容量；还有25%的机组（调差系数0.04）也未满载运行，且有10%的备用容量。

系统负荷的频率调节效应系数为 1.5，求系统的单位调节功率（标幺值）.
[答案：K X=13.66]
3-7电力系统A总容量为2000MW，机组调差系数为0.04,负荷的频率调节效应系数为50MW/HZ。

电力系统B容量为5000MW,机组调差系数为
0.05,负荷的频率调节效应系数为120MW/HZ。

A、B两系统通过联络线相连, 当系统A增加200MW负荷后，试计算下列情况下系统的频率变化及联络线上的交换功率：
（1）全部调速器在正常情况下运行；
（2）全部机组达到最大容量；
（3）A、 B 两系统各有一半机组已达最大容量；
（4）A系统机组已达到最大容量，B系统正常情况下运行。

[答案；（△）仁一0.063Hz R AB=— 133.754MW；（△）
仁—1.176H Z R AB=— 141.18MW；（△）仁—0.1198H Z△
P AB=—134.132MW；（△）仁—0.092Hz R AB=—195.392MW]
3-8 在3-7（1）中，试计算下列三种情况下系统频率变化量及联络线上的交换功率：
（1）A、B两系统各有部分机组调频器工作，各增发100MW有功；
（2）A系统调频器动作增发50MW有功；
（3）B系统调频器动作增发50MW有功。

［答案：（△）仁0, △AB M— 100MW；（△）仁—0.0473Hz △
P AB=－100.316MW；△f=－0.0473Hz，△P AB=－150.316MW］
3-9 某电力系统负荷的频率调节效应系数K D*=2。

主调频电厂额定容量为系
统负荷的20%。

当系统运行于负荷P D*=1，f N=50Hz时，主调频厂出力为其额定值的50%,如果负荷增加,而主调频厂的调频器不动作,系统的频率就下降
0.3Hz,此时测得P D*=1.1（发电机组仍不满载）现在调频器动作，使频率上升
0.2Hz试求二次调整增发的功率及系统发电机组的单位调节功率。

△答案：P G*=0.067, K G*=0.239（以P DN为基准）］
3-10 A、B两系统通过互联系统相连。

其中A系统的单位调节功率为500MW/Hz，B系统的单位调节功率为1000MW/HZ,正常运行时系统频率为50Hz,联络线上无交换功率。

A系统因故突然切除300MW的一台发电机，此时系统的运行频率是多少？联络线上的交换功率是多少？
［答案：f=49.8Hz，△P AB=—200MW］。