有功功率平衡和频率的调整
电力系统分析_穆刚_电力系统的有功功率平衡和频率调整
第五章有功功率平衡和频率调整课程负责人：穆钢教授申报单位：东北电力大学内容提要⏹频率偏移产生的原因、影响、以及允许的频率偏离量？⏹保持频率偏移量不超过一定范围的条件⏹（如何保持有功功率的平衡）⏹电力系统的频率调整⏹有功功率的最优分配5.1电力系统的频率偏移频率变化的原因?频率变化对负荷的影响(1)异步机(2)电子设备(3)电钟频率变化对电力系统的影响(1)水泵、风机、磨煤机(2)汽轮机的叶片(3)变压器的励磁频率允许偏移的范围：50Hz ±(0.2~0.5)Hz系统中负荷的变化你答对了吗?5.2 电力系统有功功率的平衡运行中：规划、设计：◆备用容量:1.按作用形式分∑∑∑+=LDGPP P ∑∑∑+=RGNPP P 负荷备用(2-5%Plmax)检修备用(可能不安排)事故备用(5-10% Plmax 或系统中最大一台单机容量）国民经济发展备用(3-5%Plmax ）2、按存在形式分为两者差一个网损两者差一个厂用电热备用:运转中发电设备可能发的最大功率与发电负荷之差(旋转备用)冷备用:未运转的、但能随时启动的发发电设备可以发的最大功率(不含检修中的设备)负荷的分类:1.用电负荷2.供电负荷3.发电负荷PP1 P2P3 PΣ有功功率负荷变动曲线t有功功率负荷变动曲线据此图,负荷可以分为三种:第一种变动幅度很小，周期又很短。
变动有很大的偶然性属于这一种的主要有电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷这一种是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动第二种变动幅度较大，周期也较长.第三种变动幅度最大，周期也最长. 该种负荷基本可以预计。
据此,频率调整一次调整:由发电机组的调速器进行的对第一种负荷变动引起的频率偏移的调整二次调整:由发电机的调频器进行的、对第二种负荷变动引起的频率偏移的调整三次调整:按最优化准则分配第三种有规律变动的负荷，即责成各发电厂按事先给定的发电荷曲线发电。
5.3 电力系统中有功功率的最优分配有功功率的最优分配:●有功功率电源的最优组合即指系统中发电设备或发电厂的合理组合,也就是所谓的机组合理开停.●有功功率负荷的最优分配即指系统的有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间的合理分配.最常用的是按等耗量微增率准则分配.火电厂外景各类发电厂的运行特点和合理组合(1)火电厂特点：●需燃料及运输费用，但不受自然条件影响●效率与蒸汽参数有关●受锅炉、汽轮机最小技术负荷限制，有功出力调整范围较窄，增减速度慢，参数越高范围越窄(高温高压30%，中温中压75%)●机组投入退出，承担急剧负荷响应时间长，多耗能量，易损坏设备●热电厂抽汽供热，效率高，但技术最小负荷取决于热负荷，为强迫功率丰满水电厂外景(2)水电厂特点：●不要燃料费，水力可梯级开发，连续使用，但受自然条件影响。
电力系统的有功功率平衡及频率调整
作用：是调度部门考虑按频率减负荷方案和低频率事故时 用一次切除负荷来恢复频率的计算依据。 二、发电机组的有功功率－静态频率特性 1.调速系统（四个部分） 检测部件(离心飞摆)：转速→位移 放大部件(错 油 门)：位移→油压(信号放大) 执行部件(油 动 机)：油压 启闭阀门 (功率放大) 反馈位置信号 转速控制部件：速度基准控制 调速器：前三者组成，完成频率一次调整； 调频器：加入转速控制部件，完成频率二次调整。
(4)电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流 增加，使无功消耗增加，引起系统电压下降，频率下降还会 引起励磁机出力下降，并使发电机电势下降，导致全系统电 压水平降低。如果电力系统原来的电压水平偏低，在频率下 降到一定值时，可能出现所谓电压雪崩现象，出现电压雪崩 也会造成大面积停电，甚至使系统瓦解。 2、电力系统有功功率控制的必要性 A.维持电力系统频率在允许范围之内 系统频率是靠电力系统内并联运行的所有发电机组发出的有 功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总 和之间的平衡来维持的。但是电力系统的负荷是时刻变化的 ，从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范 围之内 ，就是要及时调节系统内并联运行机组有功功率。
P D a 0 P DN a 1 P DN ( f fN ) a 2 P DN ( f fN ) a 3 P DN (
2
f fN
)
3
标么值： P 当f
D
a 0 P DN a 1 P DN f * a 2 P DN f * a 3 P DN f *
2
3
f N , PD PDN
电力系统的频率水平由有功功率平衡决定，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。 实际负荷曲线 频率二次调整负荷分量 频率一次调整负荷分量
电力系统有功功率的平衡与频率调整
i1
(2)约束条件:
n
n
等式约束: 有功功率必须保持平衡
PGi PLi P
i 1
i 1
若忽略网损，则
n
n
PGi PLi 0
i 1
i 1
不等式约束: 系统的运行限制
PGi min PGi PGi max QGi min QGi QGi max Ui min Ui Ui max
解：按等耗量微增准则
1
dF1 dPG1
0.3 0.0014PG1
2
dF09PG3
PG1 14.29 0.572PG2 0.643PG3 PG1 PG2 PG3 400
1 2 3
第五章 电力系统有功功率的平衡和频率调整
5.2.1电力系统负荷的有功功率—频率静态特性
描述系统有功负荷随频率变化的关系曲线称为负荷的有功功率-频
率静态特性。简称负荷频率特性。
电力系统中各种用电设备与频率的关系大致如下
1)与频率变化无关的负荷，如照明，电阻炉等电阻性负荷
2)与频率变化成正比的负荷，如拖动金属切削机床的异步电动机
PL PLN
—系统频率为 —系统频率为
（2）运行中不宜承担急剧变化的负荷。 （3）一次投资大，运行费用小。
（应二指）出各: 类发电厂的合理组合 原则（枯1水）充季分节利往用往水由源系。统中的大型水电厂承担调频任务;洪水季
节（这2）任降务低火就电转机移组给的中单位温煤中耗压，火发电挥厂高.效抽机水组蓄的作能用电。厂在其发电 期间也可参加调频.但低温低压火电厂则因容量不足,设备
束条件如下：
F1 4 0.3PG1 0.0007PG21 100MW PG1 200MW
F2 3 0.32PG2 0.0004PG22 120MW PG2 250MW
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*
第五章 电力系统有功功率平衡及频率调整
电力系统应用
第五章 电力系统有功功率平衡及频率调整
三、电力系统有功功率平衡与备用
目标：保证频率的质量与稳定，满足有功调度的经济与可靠 性要求 偶然性 频率变化与功率调 冲击性 整量的定量关系 负荷的变动类型 周期性 发电机的电磁有功变化类型 频率的调整方法
P K f G G
一次调频 二次调频 三次调频
第五章 电力系统有功功率平衡及频率调整
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电力系统应用
第五章 电力系统有功功率平衡及频率调整
二、不考虑网损时的火力机组间有功负荷的经济分配
1、发电机组的耗量特性 电力系统中有功功率经济 分配的目标：在满足一定的条 件下，尽可能节约一次能源。 耗量特性:发电机组单位时 间内消耗的能量与有功功率 的关系。 单位耗量（比耗量）：发电 机组在单位时间内输入能量 与输出功率之比。
q
发电机组 原动机惯性大，有功调节慢，无法时 原动机＋发电机 刻保持与瞬变负荷及发电机功率的平 衡，而只能保证动态平衡，相应频率 也只能保持动态稳定。 电力系统的有功平衡：发电机与负荷之间的电磁功率平衡， 时刻平衡 频率变化反映机组的有功平衡关系，是机组有功调节的依据。 LANZHOU RESOURCES&ENVIRONMENT VOC-TECH COLLEGE
耗量特性用一个多项式表示
F a bP cP
工程实际计算中，常用二次
曲线来表示
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电力系统应用
第五章 电力系统有功功率平衡及频率调整
2。等微增率准则 • 一发电厂，有n台机组并联运行，发电厂承担的总负荷 是PL，分析各机组间如何如何分配负荷，使得全厂消耗 燃料最小。
电力系统的有功功率平衡和频率调整概要
PL PL0
P
OA PLO
OA OC CB BA
P0'
P0"
B'
O" O' B
C
ΔPG0
A
PL
ΔPL0
O
BC KG f KG ( f0'' f 0 )
P0
0
AB K Lf KL ( f0'' f0 )
OC PGO PLO PGO ( KG KL )f
《电力系统分析》
Δf" A' Δf '
f0' f0" f0
频率的二次调整
f
二次调整增发的功率 系统的单位调节功率 K S
2018年10月14日星期日
n台机组：第n台参加二次调频 ， n台全部参加一次调频:
PLO PGn 0 ( KGn K L )f
无差调频: 若 PLO PGO , PLO 即发电机如数增 发了负荷功率的原始增量 ,亦即实现了所谓的无 差调节.如上图虚线所示.
OA PLO
P
A
P0´
OA OB BA BO BA
' 0
O'
B' A'
B
O
ΔPL0
BO PG KG f KG ( f f0 ) P0
BA PL K L f
PLO ( K G K L )f
PG
PLO / f KG KL KS
《电力系统分析》
0
fN f0
频率的一次调整图
f
KS
系统的单位调节功率系数
电力系统有功功率平衡及频率调整知识讲解
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/δ*）×（P GN/f N）=（1/0.04）×（100/50）=50（MW/Hz）于是有△P G=－K G△f=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0.05。
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/δ*）×（P GNA/f N）=（1/0.04）×（500/50）=250（MW/Hz）K GB=（1/δ*）×（P GNB/f N）=（1/0.05）×（400/50）=160（MW/Hz）K D=K D*×（P DN/f N）=1.5×（600/50）=18（MW/Hz）（1）当系统增加50 MW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=500MWB机有功出力P GB=100－K GB△f=100+160×0.2809=144.94（MW）（2）当系统切除50MW负荷后。
电力系统有功功率的平衡和频率调整
第一节 电力系统中有功功率的平衡
有功负荷的最优分配的目的在于：在供应同样大小负荷
n
有功功率 p Gi 的前提下，单位时间内的能源消耗最少。 i1 目标函数是总耗量： n C (P G 1 ,P G 2 ,,P G ) n F F 1 (P G 1 ) F 2 (P G 2 ) . .F n .(P G ) n F i(P G )i i 1 变量：各发电设备输出有功功率。
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
(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。
第一节 电力系统中有功功率的平衡 （二）各类发电厂的合理组合
原则: (1) 充分利用水源； (2) 降低火电机组的单位煤耗，发挥高效机组的作用；
6 0 .009
P2
根据等耗量微增率准则
：
＝
1
有
2
8 0 .008 P1＝ 6 0 .009 P2
联立：
P1＋
P
＝
2
420
解出：
P
＝
2
315
MW
P1＝ 105 MW
P1越限，取其下P限 1＝1，20M 即W
P2＝42－ 012＝ 0 300MW
第二节 电力系统的频率调整 一、电力系统负荷的有功功率 —频率静态特性 负荷的有功功率-频率静态特性：当电力系统处于稳态运行 时，系统中综合有功负荷随频率的变化特性。
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/δ＊）×(P GN/f N）=(1/0.04）×（100/50）=50（MW/Hz）于是有△P G=－K G△f=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0.05。
=1。
5.当负荷P D为600 MW时,频率为50Hz，系统负荷的频率调节效应系数K D＊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/δ＊)×(P GNA/f N)=（1/0。
04）×(500/50）=250（MW/Hz)K GB=(1/δ＊)×（P GNB/f N)=（1/0。
05）×（400/50)=160（MW/Hz)K D=K D＊×(P DN/f N）=1。
5×（600/50）=18(MW/Hz)（1）当系统增加50 MW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。
电力系统分析第四章有功平衡和调频
一. 频率偏移的原因 1. 系统正常负荷的变动； 2. 系统出现故障：破坏了发电机转子上的 一对平衡力矩。 二. 频率偏移的影响 1. 对用户的影响 ①f 异步电动机出力 所带机械装置 出力 生产效率 ②f 异步电动机转速 所带机械装置 转速 产品质量 ③ f 不稳定 电子仪器、装置和电力计时器 准确性
二次调频: 手动或自动调节调频器使发电机组的频率 ( f ) PL 特性平行的上下移动． P
( f ) PG
1. 单机系统
a) 初始运行点：a点， 各种功率平衡。 P2 b) 负荷突然增大 PD 0 ， P2 ( f )， 则负荷曲线 PL ( f ) PL 运行点至b点。 c) 若 f f 2 f1 不满足要
f f 2 f1
f1
f2
f1
f
发电机 负荷
ac ad dc
K S K G K LD PD 0 f
PD0 PG PLD KG f K LDf ( KG K LD )f
电力系统的单位调节功率KS
f) 两方面的不断努力不 断减小缺额，动态过 程结束后，发电机组 的输入输出功率缺额 被全部消除，在新的 运行点b 达到新的平 衡。
实际互联系统中，各子系统必须同 时保证其联络线功率和系统频率的 相对稳定，当频率和联络线功率违 反约束时，将根据违反电量的大小 进行惩罚。
PAB可看做A的负荷增量：
2 ~ 4, KG 50 ~ 25 水轮机：
K G可人为整定，但受机组调速机构的限制，
同步器是通过平移静态特性曲 线来改变机组转速或负荷，作 用是： 机组孤立运行时，同步器 可以保证在任何负荷下保持转 速不变。
有功功率平衡和频率调整
i m i
正 L F i(P G ) i ( P G i P L i
i 1
i 1
i 1
i
等式约束条件修 正为：
Ld1(F P G 1)(1 P L)0
P G 1 dG 1 P
P G 1
Ldi(F P G)i(1 P L)0
P Gi dG P i
P Gi
2024/8/21
式中为
网损微增率
原子能电厂 无调节水电厂和其迫率
0 4 8 12 16 20 24
负荷
燃烧劣质当地燃料火电厂 原子能电厂
无调节水电厂和其迫率
0 4 8 12 16 20 24
（二）有功功率电 源的最优组合
各类发电厂组合顺序示意图 枯水季节:
2024/8/21
洪水季节:
负荷
中温中压火电厂
0
负荷
高温高压火电厂 热电厂可调功率 燃烧劣质当地燃料火电厂
功率之间的比值.
dF
耗量微增率λ: 耗量特性曲线上某点
切线的斜率
dP
0
PG
P
2024/8/21
2. 目标函数和约束条件
目标函数
有功负荷最优分配的目的：在供应同样大小有功 功率负荷的前提下，单位时间内的能源消耗最少。 这里的目标函数就应该是总耗量最少。即为
n
F F 1 (P G 1 ) F 1 (P G 2 ) F n (P G ) n F i(P G )i i 1
第一种变动幅度很小，周期又很短。 第二种变动幅度较大，周期也较长. 第三种变动幅度最大，周期也最长. 该种负荷基本可以预计。
变动有很大的偶然性
属于这一种的主要有电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷
电力系统分析第05章电力系统有功功率平衡与频率调整
¾ 目标函数 ¾ 约束条件：
n
∑ F = Fi ( PGi ) i =1
∑ ∑ PGi − PLi = 0
¾ 等微增率准则的表达式
dF1 ( PG1 ) = dF2 ( PG2 ) = .... = dFn ( PGn ) = λ
dPG1
dPG 2
dPGn
18
3.最优分配方案的求解步骤
对于机组较少的情况，可以用解方程组的方法求解，机 组较多，可以迭代求解
算。
5) 直到满足条件。
19
例5-1同一发电厂内两套发电设备共同供电，耗量特性分别为
F1 = 3 + 0.25PG1 + 0.0014PG21 F2 = 5.0 + 0.25PG2 + 0.0018PG22
它们可发有功功率上下限分别为PG1max=100MW, PG1min=20MW,
PG2max=100MW, PG2min=20MW,求承担150MW负荷时的分配方案 解：两台发电设备的耗量微增率分别为
第五章 电力系统有功功率 平衡与频率调整
1
第五章电力系统有功功率平衡与频率调整
电力系统的调频问题实质上是正常运行时有功功率的平衡问题。 ¾ 发电机的输入功率、输出功率和系统的总负荷相等，发电机匀速运
转。 ¾ 当系统中发出的有功功率与负荷消耗的有功功率不平衡时，就会反映
为频率的变化。
当电力系统发生某种扰动（负荷减小），发电机输出的功率瞬间 减小。但发电机的输入功率是机械功率，不能瞬间变化。扰动后瞬间 发电机的输入功率大于输出功率，发电机转子将加速，电力系统的频 率上升。
投切增减负荷不增 加能耗，时间短 (4)有强迫功率，视不 同水电厂而定
调峰机组
电力系统稳态 第五章 电力系统的有功功率和频率调整
• PT ＝ PE + PD ≈ PE
• 电力系统的功率平衡：发电机与负荷之间的电磁功率 平衡，时刻平衡
PG PLoad PLoss
整理课件
发电机组的有功平衡与频率的关系
PTi PGi f＝ f 0 PTi PGi f PTi PGi f
原动机惯性大，有功调节慢，无 法时刻保持与瞬变负荷及发电机 功率的平衡，而只能保证动态平 衡，相应频率也只能保持动态稳 定。
热电厂(供热式火力发电厂):效率高,技术最小负荷取决于 热负荷(称为强迫功率)
• 原子能发电厂的特点
反应堆的负荷没有限制，其技术最小负荷取决于汽轮 机，为其额定负荷的10%～15%
反应堆和汽轮机的投切或承担急剧变动负荷时会耗能 、费时、易于损坏设备
原子能发电厂的一次投资大，运行费用小。
• 水力发电厂的特点
(1)状态变量(x) ：反映系统运行状态的变量——因变量； • 除平衡节点外，其它所有节点的电压相角； • 除发电机节点以及具有可调无功补偿设备节点之外，其它
所有节点的电压模值。 (2) 控制变量(u) ：可以设定、调整的变量 • 除平衡节点外，其它发电机的有功出力： • 所有发电机节点(包括平衡节点)及具有可调无功补偿设备
第五章 电力系统的有功功率 和频率调整
华侨大学 尚荣艳
衡量电能质量的指标
频率 电压 波形
衡量经济性的主要指标
比耗量 线损率
详见第一章P6
第1节 电力系统中有功功率的平衡
电力系统经济调度：是在满足安全和一定质量要求的条件 下尽可能提高运行的经济性，即合理地利用现有的能 源和设备，以最少的燃料消耗量（或燃料费用或运行 成本），保证对用户可靠而满意地供电。
频率的一次调整：用发电机组的调速器(第一种负荷变 动)。
第5章 电力系统有功功率平衡和频率调整(含答案)
第5章电力系统有功功率平衡和频率调整一、填空题1.日负荷率和日最小负荷率的数值越大，表明负荷波动越小（填“大”或“小”），发电机的利用率越高（填“高”或“低”）。
2.由变化幅度小、变化周期较短的负荷变化引起的频率偏移，由发电机组的调速器进行自动调整，称为一次调频；由变化幅度较大、变化周期较长的负荷变化引起的频率偏移，需要手动调频器参与频率调整，称为二次调频。
3.可供系统调度的电源容量是指可投入发电设备的可发功率之和。
4.系统备用容量按作用可分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用，按存在方式可分为热备用和冷备用。
5.负荷的单位调节功率反映了系统负荷对频率的自动调整作用，其取决于系统负荷的组成，是不可（填“可”或“不可”）调整的，而发电机组的调差系数是可（填“可”或“不可”）整定的。
6.二次调频实现无差调节的条件是在调频器作用下，发电机组增发的功率能完全抵消负荷的原始增量，此时负荷不会（填“会”或“不会”）主动少吸收有功。
二、选择题1.下列概念之中，内涵最广的是（C）A.系统综合最大用电负荷B.系统供电负荷C.系统发电负荷D.直配负荷2.下列哪个参数不直接用于反映有功功率负荷曲线的平坦程度（D）A.日负荷率B.日最小负荷率C.年最大负荷利用小时数D.最大功率损耗时间3.关于一次调频和二次调频，下列说法正确的是（B）A.一次调频一定是有差调节，二次调频一定是无差调节B.一次调频一定是有差调节，二次调频可能是无差调节C.一次调频可能是无差调节，二次调频一定是无差调节D.一次调频可能是无差调节，二次调频也可能是无差调节4.某系统年持续负荷曲线如下图所示，其全年消耗电能A约为（B）A.36.52×106kW·hB.35.33×106kW·hC.36.64×106kW·hD.34.88×106kW·h5.电力系统的频率主要决定于（A）A.有功功率的平衡B.无功功率的平衡C.电压质量D.电流的大小三、简答题1.系统综合最大用电负荷、系统供电负荷和系统发电负荷的概念分别是什么？在计算系统综合最大用电负荷时为什么要乘上同时率k1？答：系统综合最大用电负荷：电力系统在一定时段内（如一天、一年）的最大负荷值。
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ai 功负荷占 PDN的百分数。
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用标么值表示：
PD
PD
负荷调节效应系数
KD
PD f
Mw / Hz
K D*
PD f N PDN f
KD fN
/ PDN
fN
f
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n台机组额定功率之和
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例4-2，4-3
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2、频率的二次调整
KG KG1 KG2 KG3 ....... KGn
只有m台参加一次调整：
KGm KG1 KG2 KG3 ....... KGm
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4.3 电力系统的频率调整
n台机组的等值单位调节功率：
KG
n i 1
K Gi*
PGiN fN
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弹弹弹簧簧簧
飞飞飞摆摆摆AAAA' ' A" DDD
CC
C'
FF F'
EEEE'
aaa
调调调频频频器器器
bbb 错错错油油油门门门
B' B B
油油油动动动机机机 444
进进进汽汽汽
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2、同步器的工作原理
弹簧
飞摆 A
C
A'
D
F
E
E‘
a
调频器
b 错油门
B
油动机 4
4.2 电力系统的频率特性
一、负荷的频率特性
当频率变化时，电力系统中的有功功率负荷也将发生变化。当电 力系统处于稳态运行时，系统中有功功率随频率的变化特性称为 负荷的有功功率-频率静态特性。
电力系统综合负荷的有功功率与频率的关系用数学式表示为
式中，PD为电力系统频率为 f 时，整个系统的有功负荷，
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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
弹簧
飞摆 A
C
B
A'
D
F
E
调频器
a
b 错油门
油动机 4
进汽
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PG 增加时，f 下降； PG 减小时，f 上升。
进汽
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KG
PG f
PGN 0 fN f0
发电机的单位调节功率（单位MW/HZ） 该单位调节功率和机组的调差系数有互为倒数的关系。
机组的调差系数 ：
1 f fN f0 f0 fNKGPGPGN 0PGN
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热备用:运转中发电设备可能发的最大
功率与发电负荷之差(旋转备
2、按存在形式分为
用)
负荷的分类:
1.用电负荷 2.供电负荷 3.发电负荷
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冷备用:未运转的、但能随时启动的发 发电设备可以发的最大功率 (不含检修中的设备)
两者差一个网损 两者差一个厂用电
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系统的单位调节功率
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当发电机满载时，负荷功率增大，则 KG 相当于为0, 但当负荷功率减小时，KG 0 ，所以仍可以参加调频。
一次调频为有差调频。
n台发电机：n台都参加一次调整：
(1)异步机 (2)电子设备 (3)电钟
➢ 频率变化对电力系统的影响
(1) 水泵、风机、磨煤机 (2) 汽轮机的叶片 (3) 变压器的励磁
➢ 频率允许偏移的范围：50Hz±(0.1~0.2)Hz
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二、有功功率负荷的变化及其调整
P
0
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PΣ
P1
P2
第五章 （一） 有功功率平衡和频率调整
主讲人：陈公兴 单位：广东技术师范学院天河学院
内容提要
有功平衡和频率调整 电力系统的频率特性 电力系统的频率调整
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4.1 有功平衡和频率调整
一、电力系统频率变化的影响
➢ 频率变化的原因?
系统中负 荷的变
化 ➢ 频率变化对负荷的影响
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主调频厂的选择
主调频厂负责全系统的频率调整（即二次调整）
辅助调频 厂只在系统超过某一定规定的偏移范围 时才参与调整
非调频厂在系统正常运行情况下按照非顶的负荷曲 线发电
发电机的调差系数：单位调节功率的倒数。 发电机的单位调节功率与调差系数的关系：
KG*
1
%
100
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单位调节功率的标么值为:
PG
KG
f PGN KG f N fN
PGN
fN f0 fN
1 100
%
调差系数 ％或与之对应的发电机的单位调节
功率是可以整定.所以电力系统频率的一次调 整问题主要就与调差系数或与之对应的发电机 的单位调节功率有关。
P3
t
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有功功率负荷变动曲线
据此图,负荷可以分为三种 :
变动有很大的偶然性
第一种变动幅度很小，周期又很短。
属于这一种的主要有电炉、压延机械、 电气机车等带有冲击性的负荷
第二种变动幅度较大，周期也较长. 第三种变动幅度最大，周期也最长. 该种负荷基本
可以预计。
这一种是由于生产、生活、气象等变 化引起的负荷变动
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三、有功功率的平衡和备用容量
➢ 运行中： PG PDPL
➢ 规划、设计： PNPGPR
备用容量:
负荷备用(2-5%Plmax)
检修备用(可能不安排)
1.按作用形式分 事故备用(5-10% Plmax或系统中最
大一台单机容量）
国民经济发展备用(3-5%Plmax ）
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一次调整:由发电机组的调速器进行的 对第一种负荷变动引起的频 率偏移的调整
频率调整
二次调整:由发电机的调频器进行的、 对第二种负荷变动引起的 频率偏移的调整
三次调整:按最优化准则分配第三种有 规律变动的负荷，即责成各发电厂 按事先给定的发电荷曲线发电。
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