电力系统的低频减载
电力系统自动低频减载
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装置动作顺序
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装置动作顺序
f 2f ft f y f－最大误差频率0.15 ~ 0.015Hz ft－对应于t的频率变化0.15Hz f y－频率裕度0.05Hz
★一般0.5Hz，对于微机式装置，可达0.2～0.3Hz
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★负荷的频率调节效应系数：衡量调节效应的大小。
PL*
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标么值K L*
tan
dPL* df*
PL* f*
有名值K L
PL f
换算关系K L*
KL
*
fN PLN
f* f P P fN * P
KL
K
L*
*
PLN fN
K L* * PLN
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电力系统自动低频减载
内容 一、低频减负荷原理 二、最大功率缺额及切除功率计算 三、装置动作顺序 四、各轮最佳断开功率 五、低频减负荷相关问题 六、低频减负荷装置简介
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一、电力低系频统减低频负减荷负原荷理的重要性
Pt
A
B
★情况1：B系统负荷突然增加 ★情况2：A系统电源突然减少 ★情况3：系统间一条联络线突然切除 ★结果：出现功率缺额，系统频率降低，可能失稳
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二、电低力频系统减频负率荷控原制理的基本方法
m
m
m
PTi PGi PLi
1
1
1
一次调频
☆控制频率
★发电侧：控制 原动机出力
二次调频 经济运行
第三章第四节--电力系统低频减载
第四节电力系统低频减载一、概述1）事故情况下，系统可能产生严重的有功缺额，因而导致系统频率大幅度下降。
2）所缺功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统频率降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。
3）这种办法称为按频率自动减负荷。
中文简拼为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）。
二、系统频率的事故限额（1）系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时可能形成恶性循环，直至频率雪崩。
（2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，可能造成系统稳定的破坏。
发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面：①频率变化将引起异步电动机转速的变化，有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响，甚至出现残、次品。
②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低，导致传动机械的出力降低。
③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。
“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。
（4）汽轮机对频率的限制。
频率下降会危及汽轮机叶片的安全。
因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。
系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。
容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。
例如我国进口的某350MW机组，频率为48.5Hz时，要求发瞬时信号，频率为47.5Hz时要求30s跳闸，频率为47Hz时，要求0s跳闸。
进口的某600MW机组，当频率降至47.5Hz时，要求9s跳闸。
（5）频率升高对大机组的影响。
电力系统因故障被解列成几个部分时，有的区域因有功严重缺额而造成频率下降，但有的区域却因有功过剩而造成频率升高，从而危及大机组的安全运行。
电力系统自动装置第六章低频减载
i1
i
PL*i 1 PLk*KL*fi*1 PLk*KL*fh*
k1
k1
1ki11PLk*KL1*K fi*L*fhf*h*
〔5〕自动减载装置的延时与防止误动作
系统发生事故
电压急剧下降 增加一个时限
频率继电器可 能会误动作
自动低频减载装置采用一个的延时
地区变电站短时供电中断
•确定系统事故情况下最大的可能功率缺额，以及接入自动低频减 载装置的功率值，是系统平安运行的重要保证。
•一般应该根据最不利的运行方式下发生事故时，实际可能发生的 最大功率缺额来考虑。例如：按系统中断开最大机组，或者某一 电厂来考虑。
•一般希望系统切除负荷后的恢复频率要小于系统额定频率 fh fN
•自动低频减载装置的最大可能断开的功率PL.max要小于最大功率
f
1 KL
Ph
系统功率缺额 负荷的频率调节特性
f 50 Ph KL*PLN
系统功率缺额
ห้องสมุดไป่ตู้ 2、电力系统频率的动态特性
B系统
i
PAi
PBi
Uii
在系统稳态运行情况下
A系统 u i U m siiin ti
全电网统一的角频率
•当系统受到微小扰动时，系统频率仍然维持 f X ，PAi PBi 发生
变化， i 也发生变化。此时，母线电压的瞬时角频率为
i d dtXtiXdditXi
fi fXfi
•由于在扰动过程中，各母线电压的相角不可能具有相同的变化
率，因此，系统中各母线电压频率变化并一致。 f i
变化情况。
取决于
i
的
2、电力系统频率的动态特性
•电力系统由于有功功率的平衡遭到破坏，引起系统频率发生变 化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程—
基于电力系统微机型低频减载装置原理与应用概述
基于电力系统微机型低频减载装置原理与应用概述电力系统微机型低频减载装置是一种用于电力系统的保护设备，其作用是在系统低频过载时，通过控制负载的方式来减少系统的负荷，保护系统正常运行。
本文将对基于电力系统微机型低频减载装置的原理和应用进行概述。
一、原理概述电力系统微机型低频减载装置的原理主要包括以下几个方面：1. 低频过载检测：低频过载是指电力系统中频率偏离额定值的情况，通常是由于负载过大或系统故障引起。
通过监测系统频率的变化情况，可以判断系统是否存在低频过载。
2. 负荷控制：一旦系统检测到低频过载，微机型低频减载装置就会立即采取措施来控制负载，减少系统负荷。
这可以通过控制发电机输出功率、断开部分负载或调整负载功率因数来实现。
3. 系统保护：微机型低频减载装置还包括其他功能，如过流保护、过压保护等，以确保系统在低频过载时能够快速稳定地减载，保护系统设备不受损坏。
二、应用概述电力系统微机型低频减载装置在实际应用中具有以下特点和应用场景：1. 大型电力系统：在大型电力系统中，由于系统规模庞大、负载复杂，低频过载的风险较高。
微机型低频减载装置可以及时减少系统负载，保护系统设备，确保系统稳定运行。
2. 可再生能源接入系统：随着可再生能源接入电网的增加，系统的不稳定性也随之增加。
微机型低频减载装置可以通过控制可再生能源输出功率，减少系统负荷，提高系统稳定性。
3. 电力调度：在电力调度过程中，微机型低频减载装置可以根据实时负荷情况和系统频率变化情况，自动调整负载，帮助电力调度人员更好地管理系统负荷。
4. 突发负荷情况：在系统出现突发负荷情况时，微机型低频减载装置可以快速响应，控制负载，避免系统过载。
5. 系统维护：在系统维护时，微机型低频减载装置可以通过控制负载，确保维护期间系统稳定运行，减少对用户的影响。
电力系统微机型低频减载装置的应用范围非常广泛，不仅可以保护系统设备，确保系统安全稳定运行，还可以帮助电力调度人员进行系统管理和控制，提高系统运行效率。
低频低周减载定值
低频低周减载定值一、低频低周减载定值的概念与作用1.低频低周减载定值的定义低频低周减载定值是指在电力系统中，为防止系统发生低频振荡和降低系统稳定性，对发电机负荷进行调整的一种控制策略。
通过设置合适的低频低周减载定值，可以在系统发生异常时，及时降低发电机负荷，保证电力系统的安全稳定运行。
2.低频低周减载定值在电力系统中的应用在电力系统中，低频低周减载定值的应用主要体现在以下几个方面：（1）降低系统稳定性：通过设置合适的低频低周减载定值，可以减小发电机负荷，降低系统内功角振荡，从而提高电力系统的稳定性。
（2）防止低频振荡：当系统发生异常，如负荷突变、发电机故障等，会导致系统内功角振荡，通过实施低频低周减载定值，可以有效抑制低频振荡，保证电力系统的稳定运行。
（3）提高发电机运行效率：通过合理设置低频低周减载定值，可以在系统负荷发生变化时，调整发电机负荷，使发电机在高效区间运行，提高发电机运行效率。
二、低频低周减载定值的优化方法1.传统优化方法（1）比例积分微分（PID）控制：PID控制器通过调整比例、积分、微分三个参数，实现对系统输出的控制，使系统输出逼近期望值。
在低频低周减载定值优化中，PID控制器可以调整发电机负荷，提高系统稳定性。
（2）模型预测控制（MPC）：MPC是一种基于数学模型的优化控制方法，通过预测未来一段时间内的系统输出，优化控制策略，实现对低频低周减载定值的调整。
（3）遗传算法（GA）：遗传算法是一种模拟自然界生物进化过程的优化算法，在低频低周减载定值优化中，可以通过不断迭代，寻找最优的低频低周减载定值。
2.现代优化方法（1）粒子群优化算法（PSO）：PSO是一种基于群体智能的优化算法，通过粒子间的信息传递和协同搜索，实现对低频低周减载定值的有效优化。
（2）模拟退火算法（SA）：SA是一种基于随机搜索的优化算法，在低频低周减载定值优化中，可以通过模拟退火过程，寻找全局最优解。
（3）模糊逻辑控制（FLC）：FLC是一种基于模糊逻辑的智能控制方法，可以在系统不确定性较大时，实现对低频低周减载定值的优化。
电力系统自动装置 第3版 第六章 电力系统自动低频减载装置
5、电力系统受谐波干扰时，低频减载装置不应 误动作。
§6-2 自动低频减载装置的工作原理 二、最大功率缺额的确定
当系统出现有功功率缺额时，为了使停电的用户 尽可能少，一般希望系统频率恢复到可运行的水平 即可，并不要求恢复到额定频率，即系统恢复频率 小于额定功率。这样，低频减载装置可能断开的最 大功率△ PL.max 可小于最大功率缺额△Ph.max 。设正常 运行时系统负荷为 PL ，根据式（6-7）可得
Ph.max PL.max PL PL.max
K Lf
PL. m a x
Ph. m a x 1
K L PL f K Lf
§6-2 自动低频减载装置的工作原理 三、自动低频减载装置动作顺序
根据起动频率的不同，低频减载装置可分为若 干级，按所接负荷的重要性又分为n个基本级和n个 特殊级。
1、基本级。基本级的作用是根据频率下降的程 度，依次切除不重要的负荷，制止系统频率的继续 下降。为了确定基本级的级数，首先应该确定第一 级起动频率 f1 和最末一级起动频率 fn 的数值。
§6-1 概述 一、低频运行的危性
(3)系统频率若长时间运行在49．5～49Hz以下 时，某些汽轮机的叶片容易产生裂纹；当频率 降低到45Hz附近时，汽轮机个别级别的叶片可 能发生共振而引起断裂事故。
运行实践表明：电力系统的运行频率偏差不 超过±o.2Hz；系统频率不能长时间运行在（49 ．5～49）Hz以下；事故情况下．不能较长时间 停留在47Hz以下；系统频率的瞬时值绝对不能 低于45Hz。
§6-1 概述 二、系统的动态频率特性
§6-2 自动低频减载装置的工作原理 一、对自动低频减载装置的基本要求
电力系统自动低频减载及其他安全控制装置
演讲人
目录
01. 自动低频减载 02. 其他安全控制装置 03. 电力系统安全控制技术 04. 电力系统安全控制装置的应
用案例
自动低频减载
工作原理
自动低频减载装置通过检测电网频 率，判断电网是否处于低频状态。
当电网频率低于设定值时，自动低频 减载装置启动，开始切除部分负荷。
01
某地区通过部署 安全控制装置， 实现了对电力系 统的实时监控和 预警
03
02
某变电站通过安 装安全控制装置， 提高了电力系统 的稳定性和可靠 性
04
某发电厂通过使 用安全控制装置， 提高了发电效率 和能源利用率
案例启示
案例一：某地区电 网发生故障，自动 低频减载装置成功 避免大面积停电
案例三：某地区遭 遇恶劣天气，自动 低频减载装置成功 保障了电力系统的 稳定运行
降低电力系统损 失：自动低频减 载技术可以减少 系统损失，提高 电力系统效率。
支持可再生能源 并网：自动低频 减载技术可以支 持可再生能源并 网，提高可再生 能源的利用率。
电力系统安全控制装 置的应用案例
实际案例分析
01 案例一：某地区电网发
生故障，自动低频减载
装置成功切除部分负荷，
保障电网稳定运行。
网络化：利用网络技术实现远程监控和 控制，提高系统的可维护性和灵活性
绿色化：采用节能环保技术，降低能 源消耗，减少对环境的影响
关键技术
低频减载技术：自动 切除部分负荷，保持
系统稳定
故障诊断技术：实时 监测系统状态，及时
发现故障
快速保护技术：快速 切断故障，防止系统
崩溃
负荷预测技术：预测 未来负荷需求，优化
低频低周减载定值
低频低周减载定值摘要：一、低频低周减载定值概念介绍1.低频低周减载定值定义2.作用和意义二、低频低周减载定值的工作原理1.工作原理概述2.具体实现方式三、低频低周减载定值的运用领域1.电力系统中的应用2.其他领域中的应用四、低频低周减载定值的优缺点分析1.优点2.缺点五、结论正文：低频低周减载定值是一种在电力系统中应用的参数，对于保障电力系统的稳定运行具有重要作用。
本文将详细介绍低频低周减载定值的概念、工作原理、运用领域以及优缺点。
一、低频低周减载定值概念介绍低频低周减载定值，是指在电力系统中，为了防止系统因负荷波动过大而导致频率和周波异常，所设定的一种保护参数。
当系统负荷超过该定值时，系统会自动进行减载操作，以维持电力系统的稳定运行。
二、低频低周减载定值的工作原理低频低周减载定值的工作原理，主要是通过实时监测电力系统的负荷情况，当负荷超过设定值时，系统会自动触发减载操作。
具体的实现方式有多种，如通过调整发电机的输出功率、切换备用发电机等。
三、低频低周减载定值的运用领域低频低周减载定值主要应用于电力系统，用于防止因负荷波动导致的频率和周波异常，以保障电力系统的稳定运行。
此外，在其他需要稳定运行的领域，如轨道交通、通讯系统等，也有可能用到低频低周减载定值。
四、低频低周减载定值的优缺点分析低频低周减载定值的优点在于，能够有效防止因负荷波动导致的电力系统频率和周波异常，保障电力系统的稳定运行。
缺点则在于，可能会导致部分负荷被过早地切除，影响电力系统的经济性。
总的来说，低频低周减载定值在电力系统的稳定运行中起到了关键作用，但也存在一定的局限性。
第三章第四节 电力系统低频减载
第四节电力系统低频减载一、概述1）事故情况下，系统可能产生严重的有功缺额，因而导致系统频率大幅度下降。
2）所缺功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统频率降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。
3）这种办法称为按频率自动减负荷。
中文简拼为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）。
二、系统频率的事故限额（1）系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时可能形成恶性循环，直至频率雪崩。
（2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，可能造成系统稳定的破坏。
发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面：①频率变化将引起异步电动机转速的变化，有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响，甚至出现残、次品。
②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低，导致传动机械的出力降低。
③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。
“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。
（4）汽轮机对频率的限制。
频率下降会危及汽轮机叶片的安全。
因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。
系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。
容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。
例如我国进口的某350MW机组，频率为48.5Hz时，要求发瞬时信号，频率为47.5Hz时要求30s跳闸，频率为47Hz时，要求0s跳闸。
进口的某600MW机组，当频率降至47.5Hz时，要求9s跳闸。
（5）频率升高对大机组的影响。
电力系统因故障被解列成几个部分时，有的区域因有功严重缺额而造成频率下降，但有的区域却因有功过剩而造成频率升高，从而危及大机组的安全运行。
电力系统低频减载
第七章电力系统低频减载第一节概述一、基本概念a)正常电网频率的允许变化范围：正负0.2Hz～0.5Hz，（49.8～50.5）。
b)事故异常情况下的频率：不能低于47Hz下长期运行，瞬时值不能低于45Hz。
c)正常符合变动引起的频率变化由发电机调速系统处理（包括频率升高）。
d)事故情况下（线路断开、发电机组异常退出等），无其它备用有功容量时，系统出现功率缺额，频率会大幅度下降，只能采取自动切除部分负荷的方法使频率下降到允许范围内，e)自动低频减载是电网重要的反事故措施。
f)低频减载装置的要求：事故时候自动切除的负荷不能过多也不能过少。
g)中文“ZDPJ”或“ZJPH”；英文UFLS（UnderFrequency Load Shedding）二、系统频率的事故限额a) 厂用电机械出力下降导致的频率雪崩。
（<47Hz 时出力显著下降，发电机出力下降，恶性循环） b) 发电机无功出力减少引起电压水平降低，可能导致稳定破坏。
（励磁机转速降低，<45Hz 时出现） c) 对电动机转速、功率的影响。
（包括影响产品质量、出力降低、测量误差等）d) 危及汽轮机叶片（48.5Hz 发信号、47.5Hz 时30s 跳闸、47Hz 时0s 跳闸；52Hz 时0.3s 跳）e) 核能电厂冷却介质泵对频率要求很高，不能满足时自动跳闸。
三、 系统频率的动态特性系统出现功率缺额时，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经理的过程，称为电力系统的动态频率特性。
决定因素：有功缺额的大小、系统转动部分的机械惯性、负荷的调节效应。
变化方程式：f tT e f f f f -∞∞=＋(-)e上式包含最后稳定频率、初始额定频率以及频率变化的时间常数（4~10s）。
其中时间常数取决于机组的惯性时间常数和负荷调节效应系数，对于大的系统较大。
第二节低频减载的工作原理一、基本原理过程逐次逼近原理：进行一次次的计算，直到找到系统功率缺额的数值（同时也断开了相应的用户）。
第九章电力系统自动低频减载
电力系统自动低频减载 备用电源自动投入
线路自动重合闸
第二节 自动低频减载 一、概述 电力系统由于事故情况下，可能产生严重的 有功缺额，超过系统热备用容量的部分导致系统 频率大幅度下降。 频率大幅下降使汽轮机叶片共振；频率崩溃、 电压崩溃。 在系统频率下降过程中，逐级切除负荷，减 少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许 的限额之内。称为按频率自动减负荷。中文简拼 为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）
（6）每级切负荷ΔPLi 适应不同负荷总量、不同功率缺额。 设第i-1级切负荷后，功率缺额使频率下降刚好使 第i级启动，而系统正好无功率缺额，这样第i级切除 的负荷均使频率上升，恰好上升至恢复频率的切负荷 量即是第i级切的负荷。
（6）每级切负荷ΔPLi
1）设系统功率缺额为ΔPh1，系统在PLN
作用下频率下降正好到f1。
四、自动低频减载工作原理 1。最大功率缺额的确定 （接至自动低频减载装置的总功率） 发生事故后，低频减载不要求频率能恢复到额定 频率，约49.5～50Hz之间，称为恢复频率fh。接至自 动低频减载装置的总功率将小于50Hz时的最大功率缺 额，两者之差为频率由50Hz下降至fh所少吸收的功率
P P h max L max Δ Phmax 最大功率缺额 K f L P P LN L max P K P f Δ PLmax 减载总功率 h max L LN P L max 1 K f L
1 . 2 ( 0 . 02 0 . 01 ) P ( 1 0 ) 0 . 0121 L 1 1 1 . 2 0 . 01 P 0 . 0121 2000 24 . 3 MW L 1
基于matlab的电力系统低频减载校核和仿真计算
电力系统低频减载校核和仿真计算一、引言电力系统低频减载校核和仿真计算是电力系统运行中非常重要的一项技术工作。
在电力系统中，低频减载是指额定工作状态下，电力系统在遭受外界干扰或内部故障后，系统运行稳定性的能力。
对电力系统进行低频减载校核和仿真计算是保证电力系统稳定运行的关键。
二、低频减载校核和仿真计算的意义和目的1. 保证电力系统的稳定性电力系统的稳定性对于保障电网运行和电力供应至关重要。
低频减载校核和仿真计算可以确定电力系统在面对外部扰动或内部故障时的稳定性，为电力系统稳定运行提供保障。
2. 优化电力系统运行通过对电力系统进行低频减载校核和仿真计算，可以发现系统存在的潜在问题和瓶颈，进而优化电力系统运行，提高电力系统的运行效率和可靠性。
3. 保证电网安全在电力系统运行中，低频减载校核和仿真计算可以有效地预防电网运行中可能出现的故障和事故，保证电网的安全运行。
三、基于matlab的电力系统低频减载校核和仿真计算的工作流程1. 收集系统参数和数据需要收集电力系统的参数和运行数据，包括电力系统的拓扑结构、负荷情况、发电机参数等。
2. 建立电力系统模型在matlab中，可以利用Simulink等工具，根据收集到的电力系统参数和数据，建立电力系统模型。
3. 进行低频减载校核和仿真计算利用matlab的仿真功能，进行电力系统的低频减载校核和仿真计算，分析系统在不同工况下的稳定性和可靠性。
4. 优化方案设计根据低频减载校核和仿真计算的结果，设计相应的优化方案，包括调整发电机参数、增加补偿设备等。
5. 验证和评估对优化方案进行验证和评估，确保方案的有效性和可行性。
四、个人观点和理解在进行基于matlab的电力系统低频减载校核和仿真计算时，需要充分理解电力系统的运行原理和稳定性分析方法，熟练掌握matlab工具在电力系统仿真计算中的应用技巧，才能够有效地开展相关工作。
需要加强对电力系统技术的学习和研究，不断改进和提高电力系统的运行稳定性和可靠性。
基于电力系统微机型低频减载装置原理与应用概述
基于电力系统微机型低频减载装置原理与应用概述1. 引言1.1 背景介绍电力系统微机型低频减载装置是电力系统中一种重要的设备，可以有效减少系统运行中的低频振荡，提高系统的稳定性和可靠性。
在传统的电力系统中，由于负荷变化、故障等原因，系统中会出现低频振荡现象，导致电网运行不稳定，甚至出现系统失稳的情况。
为了解决这一问题，研究人员设计了微机型低频减载装置，通过控制电力系统的功率调节和频率响应，实现对低频振荡的有效抑制。
随着电力系统的发展，微机型低频减载装置在实际应用中得到了广泛的推广和应用。
这种装置具有快速响应、精确控制、高效降载等特点，可以有效改善电力系统的稳定性和可靠性，提高系统的运行效率和安全性。
深入研究微机型低频减载装置的原理和应用，对于提升电力系统的运行水平具有重要意义。
本文将对电力系统微机型低频减载装置的概述、原理、应用进行详细阐述，分析装置的性能特点和案例应用，最终得出结论并展望未来的发展方向。
通过本文的研究，可以更好地认识和理解微机型低频减载装置在电力系统中的作用和价值，为电力系统的稳定运行提供参考和指导。
1.2 研究意义电力系统是现代社会中至关重要的基础设施之一，其稳定性和可靠性对整个社会经济运行起着重要作用。
电力系统中存在着各种各样的故障和问题，如电网过载、频率波动等。
在这些问题中，低频减载是一种常见且严重的问题，它会导致电力系统中设备的过热和其他损坏，甚至造成系统的不稳定。
研究电力系统微机型低频减载装置具有重要的意义。
通过研究低频减载装置，可以有效地防止电力系统中出现低频减载问题，提高电网的稳定性和可靠性。
低频减载装置的研究可以促进电力系统的智能化和自动化，提高系统的运行效率和性能。
通过研究低频减载装置，可以为电力系统的安全运行提供更多的技术支持和保障，为实现电力系统的可持续发展做出贡献。
对电力系统微机型低频减载装置进行研究具有重要的意义和价值。
1.3 研究目的本研究的目的是探讨基于电力系统微机型低频减载装置的原理与应用，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
第六章电力系统自动低频减载装置
第六章电力系统自动低频减载装置电力系统自动低频减载装置是一种安全保护装置，主要用于在电压下降或电力系统负荷变重时，自动减少发电机或发配电设备的负载以避免过载情况的发生。
本文将介绍电力系统自动低频减载装置的工作原理、组成部分和应用场景。
工作原理电力系统自动低频减载装置的工作原理主要是基于电力系统发生负荷波动时的物理规律，即随着负荷变重，电压和频率都会下降。
利用这一规律，装置将通过感应电流变压器、电压互感器等设备获取电压和电流数据，同时对数据进行分析，判断负荷变化是否超过给定的阈值，并实时调节负载容量以避免过载。
组成部分电力系统自动低频减载装置主要由三个部分组成，分别是数据采集部分、控制部分和执行部分。
数据采集部分数据采集部分主要是通过感应电流变压器、电压互感器等设备获取电力系统的电压、电流、频率等数据，并对数据进行处理和传输。
控制部分控制部分主要是由处理器、存储器、逻辑操作电路等组成的，用于对采集到的数据进行分析和决策，并控制执行部分进行动作。
执行部分执行部分主要是由接触器、发电机/配电设备控制器等组成的，用于控制发电机或配电设备的负载并对过载情况进行保护。
应用场景电力系统自动低频减载装置主要应用于电力系统的发电机和配电设备中，以保证系统的安全和稳定运行。
具体应用场景包括以下几个方面：发电机组在独立发电机组中，电力系统自动低频减载装置主要用于监测发电机组负载，当发电机组负载变重时，自动减少负载容量以避免发生过载。
配电系统在配电系统中，电力系统自动低频减载装置主要用于监测负荷变化并自动调整发电机容量，以保证配电系统的安全运行。
电网系统在电网系统中，电力系统自动低频减载装置主要用于监测电压和频率的变化，当电压和频率下降时，自动减少负载容量以避免过载情况的发生。
结论电力系统自动低频减载装置是保障电力系统安全和稳定运行的重要装置之一。
通过实时监测电力系统的数据并判断负荷变化是否超过给定阈值，该装置能够自动调节发电机或配电设备的负载，保证系统的正常运行，避免过载和设备损坏的发生。
电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
Pi1* PLi* Phi*
i 1
i
PLi* (1 PLk *)KL*fi* (1 PLk *)KL*fh*
k 1
k 1
PLi *
(1
i 1 k 1
PLk *)
KL*(fi* fh*) 1 KL*fh*
因此各级切除功率按小于上式进行
E自动低频减载装置的动作时延及防止误动作措施 自动低频减载装置的动作时延: 取0.1~0.2s 以躲过暂态过程 可能出现的误动作 4 自动低频减载装置原理接线
低频测量元件：频率继电器f 延时元件：时间继电器t 跳闸元件：中间继电器EX
自动低频减载装置原理接线
第三节 其他安全自动控制装置
一 自动解列装置 1）厂用电系统“解列”的应用 当系统出现严重功率缺额时，将引起系统频率大幅度下降，系统 频率过低会引起厂用电动机输出功率减少，这是形成“频率崩溃” 事故的主要原因，若电厂的厂用电系统具备独立供电条件，可以 考虑厂用电系统与系统解列运行。
KL
Ph f
K L*
Ph f
• 50 PLe
f
Ph • 50 K L* PLe
f
Ph*% 2 K L*
例题分析见P168例题6-1
2 电力系统频率动态特性
J d M dt
WkN
1 2
J
2 e
J
2WkN
2N
2WkN 2N
d dt
M
M B PGN N
2WkN PGN N
d dt
2WkN PGN
2) 末级起动频率fN的选择：整定值应大于 46-46.5Hz
允许最低频率受”频率崩溃“或”电压崩溃“的限制
3） 频率级差问题
当f1和fN 的确定以后，就可在这频率范围内按频率级差 分f 成n
第六章__电力系统自动低频减载及其他安全控制装置教程
第六章__电力系统自动低频减载及其他安全控制装置教程电力系统自动低频减载及其他安全控制装置是电力系统的重要组成部分，对于保障电力系统的安全运行起着至关重要的作用。
本章将重点介绍电力系统自动低频减载及其他安全控制装置的基本原理、功能以及应用。
一、电力系统自动低频减载装置低频减载是指在电力系统运行过程中发生频率异常低于额定值时，自动剔除部分负载以保证系统的稳定运行。
主要包括以下三个装置：1.动作频率调节装置（DFR）：动作频率调节装置通过检测电力系统的频率并根据预定的频率范围进行动作，当频率低于阈值时，自动剔除部分负载以提高频率。
DFR能够有效地防止系统陷入不稳定状态，消除负荷崩溃现象。
2.电动机本动闭锁装置：电动机本动闭锁装置能够监测电动机运行时的频率，并在频率低于设定阈值时自动断开电源，以保护电动机免受过载和频率异常的损害。
3.自动联络机欠频停机装置：自动联络机欠频停机装置是用于电力系统的主发电机组的保护装置。
它能够检测系统频率并在频率低于设定值时自动停机，以保护主发电机组免受过负荷和频率异常的影响。
二、其他安全控制装置除了自动低频减载装置外，电力系统还需要其他一些安全控制装置来确保系统的可靠运行。
主要包括以下几个装置：1.过热保护装置：过热保护装置用于保护发电机、变压器和电缆等设备免受过热损坏。
它能够检测设备的温度，并在温度超过设定阈值时自动断开电源，以防止设备过热。
2.过电流保护装置：过电流保护装置是用于保护电力系统各个设备免受过电流损害的装置。
它能够检测电流并在电流超过设定阈值时自动断开电源，以保护设备。
3.漏电保护装置：漏电保护装置主要用于保护人身安全。
它能够检测设备中的漏电流，并在漏电流超过设定值时自动切断电源，以防止电击事故的发生。
4.短路保护装置：短路保护装置用于保护电力系统免受短路故障的损害。
它能够检测电流的变化并在出现短路时迅速切断电源，以保护设备和系统。
总之，电力系统自动低频减载及其他安全控制装置对于保障电力系统的安全运行具有重要的作用。
电力系统自动化-低频减载
6.5 电力系统低频减载-电力系统频 率的动态特性
• 电力系统频率的动态特性就是当发生有功 功率的事故性缺额时，频率下降的过程。
• 在考虑系统频率的动态特性时，可以将系 统看成一个机械能与电能转换的整体，它 的机械转动惯量包括系统所有转动部分， 如汽轮机、发电机、同步补偿机、电动机 及被拖动的机械等的机械转动惯量，它们 都以同一个等值转速，即在同一个不断变 化的频率数值下共同工作。
fDN
t1 t2
tN tD1 tD2 tDN
EX1
P1
EX2
P2
EXN
PN
EXD1 EXD2 EXDN
PD1 PD2
PDN
6.5 电力系统低频减载-低频减载整 定计算
（一）确定最大功率缺额Pqe
• 发生严重事故时，为了保证系统UFLS装置动作 切除负荷后能使系统频率恢复到允许值，在计算 接入UFLS装置的负荷功率之前，必须先确定系 统发生故障时，功率缺额的最大值。确定最大功 率缺额应考虑系统最不利运行条件下出现最严重 故障时的情况。例如，按系统断开最大容量的机 组或某一发电厂考虑；如果系统有可能解列成几 个子系统时，还应考虑各子系统因联络线断开而 出现的功率缺额。
6.5 电力系统低频减载-低频减载整 定计算
（七）确定特殊级的有关参数 • 特殊级的动作频率通常只有一个，其整定值ft应
大于或等于基本级第一级的动作频率。特殊级是 通过动作延时实现与基本级间动作的选择性的。 在基本级的第一级的频率继电器尚未动作之前， 特殊级的频率继电器就全部动作了，但是由于延 时继电器的延时△t很大，只有在基本级动作不能 使系统频率恢复到希望的频率时，特殊级的执行 继电器才能动作。一般△t取电力系统时间常数 2～3倍，最小动作时间约为10～15s。特殊级中 的各级的选择性是通过不同的延时实现的，相邻 两级间的延时差不小于5s。
电力系统自动低频减载(整理)
电力系统自动低频减载电力系统频率及有功功率的自动调节1． 电力系统自动调频1.1电力系统频率波动的原因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。
系统频率的波动直接原因是发电机输入功率＆输出功率之间的不平衡，众所周知，单一电源的系统频率是同步发电机转速的函数：60np f =n ――电机的转速，r/min ； f ――电力系统的频率，HZ ； p ――电机的极对数；对于一般的火力发电机组，发电机的极对数为1，额定转速为3000 r/min ，亦即额定频率为50HZ 。
此时，系统频率又可以用同步发电机的角速度的函数来表示：π2w f =为了研究系统频率变换的规律，需要研究同步发电机的运动规律。
同步发电机组的运动方程为：dtdw JT T T e m =∆=-mT ――输入机械转距；e T ――输出电磁转距（忽略空载转距，即负荷转距）；J ――发电机组的转动惯量；dtdw ――发电机组的角加速度；由于功率和力矩之间存在转换关系（P=wT ）上式经过规格化处理和拉氏变换后，可得传递函数：w H P P S e m ∆=-2P――原动机功率（发电机的输入功率）；mP――发电机电磁功率；eH――发电机组的惯性常数；S――角速度变化量；w由此可知，当原动机功率和发电机电磁功率之间产生不平衡的时候，必然引起发电机转速的变化，即引起系统频率的变化。
在众多发电机组并联运行的电力系统中，尽管原动机功率P不是恒定不变的，但它主要m取决与本台发电机的原动机和调速器的特性，因而是相对容易控制的因素；而发电机电磁功率P的变化则不仅与本台发电机的电磁特性有关，更取决于电力系统的负荷特性，是难以控e制的因素，而这正是引起电力系统频率波动的主要原因。
1.2调频的必要性电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不良的影响，所以必须保持频率在额定值50hz上下，且其偏移量不能超过一定范围。
第七章 电力系统低频自动减负荷
第七章电力系统低频自动减负荷(UFLS)(Under Frequency Load Shedding)制作人：雷霞主要内容⏹重点：低频减载装置工作原理⏹难点：各轮最佳断开功率的计算⏹概述⏹低频自动减负荷的工作原理与各轮最佳断开功率的计算⏹一、系统频率的事故限额⏹(1)频率降低使厂用机械的出力大为下降，有可能造成频率雪崩；⏹(2)频率降低使励磁机等的转速相应降低，影响电压水平；⏹(3)频率长期运行在49.5~49Hz以下，会使工业生产的效率降低；⏹(4)汽轮机对频率的限制；⏹(5)频率升高对大机组的影响；⏹(6)频率降低对核能电厂的影响。
⏹二、电力系统负荷的静态频率特性⏹三、系统频率的动态特性fT t ef f -∞∆=∆工作原理第二节低频自动减负荷的工作原理与各轮最佳断开功率的计算一、UFLS的工作原理系统频率的变化过程二、最大功率缺额的确定*hf NhfN JHx JH qN f K f f f KP P P P ∆=-=--工作原理**1hf hf x qN JH f K f KP P P ∆-∆-=⏹1、第一轮动作频率的选择⏹低于49.5Hz⏹2、最后一轮动作频率的选择⏹大于等于48Hz3、频率选择性级差的确定自动减负荷装置频率选择性级差的确定ytwcffff∆+∆+∆=∆2四、各轮最佳断开功率的计算max 2max 1max hf n hf hf hf f f f f ====⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=∆∑-=)()(%100%0011hf N N dzi hf i k k i f f K f f f K P P )(min max ⋅⋅-hf hf f f 工作原理根据Ndzii k kx bi f f K P P P ∆=∆-∆∑-=11五、特殊轮的功用与断开功率的选择min..hf ts dz f f =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-≥∆∑-=)()(%100%min ..min .11hf N N n dz hf n k k ts f f K f f f K P P 工作原理⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=∆∑=)()(%100%0.01hf N N ts dz hf ik k ts f f K f f f K P P。
第二节 低频减载及低压减载
第二节低频减载及低压减载一、自动低频减载的基本原理这部分我们将要介绍自动低频减载的基本原理：低频减载又称自动按频率减负载，或称低周减载（简称为AFL），是保证电力系统安全稳定的重要措施之一。
当电力系统出现严重的有功功率缺额时，通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度，使系统的频率保持在事故允许限额之内，保证重要负载的可靠供电。
图11-7 自动低频减载（负载）的工作原理基本级的作用是根据系统频率下降的程序，依次切除不重要的负载，以便限制系统频率继续下降。
例如，当系统频率降至f1时，第一级频率测量元件启动，经延时△t1后执行元件CA1动作，切除第一级负载△P1；当系统频率降至f2时，第二级频率测量元件启动，经延时△t2后元件CA2动作，切除第二级负载△P2。
如果系统频率继续下降，则基本级的n级负载有可能全部被切除。
当基本级全部或部分动作后，若系统频率长时间停留在较低水平上，则特殊级的频率测量元件fsp启动，以延时△tsp1后切除第一级负载△Psp1；若系统频率仍不能恢复到接近于fn，则将继续切除较重要的负载，直至特殊级的全部负载切除完。
基本级第一级的整定频率一般为47.5-48.5Hz，最后一级的整定频率一般为46-46.5 Hz，相领两级的整定频率差取0.4-0.5 Hz。
当某一地区电网内的全部自动按频率减负载装置均已动作时，系统频率应恢复到48-49.5 Hz以上。
特殊级的动作频率可取47.5～48.5Hz，动作时限可取15～25s，时限级差取5s左右。
1. AFL的基本要求：能在各种运行方式和功率缺额的情况下，有效地防止系统频率下降至危险点以下。
切除的负载应尽可能少，无超调和悬停现象。
应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。
变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压，负载反馈电压的频率衰减时，低频减负载装置应可靠闭锁。
电力系统发生低频振荡时，不应误动。
电力系统受谐波干扰时，不应误动。
2. 对自动低频减载闭锁方式的分析：（1）时限闭锁方式。
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b)
所缺功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统频率
降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少系统的有
功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。 c) 这种办法称为按频率自动减负荷。中文简拼为“ZPJH” ，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）。
第四节
电力系统低频减载
二、系统频率的事故限额
EqU U2 cos Q = xd xd U =E -jIx q d
第四节
电力系统低频减载
三、系统频率的动态特性
系统中出现功率缺额时，系统频率随时间变化的过程主要取决于有功功 率缺额的大小与系统中所有转动部分的机械惯性。 系统频率变化不是瞬间完成的，而是按指数规律变化，其表示式为
式中
f hf * ——恢复频率偏差的相对值，并
f hf *
f
e
f
e
hf
f
；
Px ——减负荷前系统用户的总功率。
第四节
例 3-3
电力系统低频减载
MW ，系统最大的功率缺额 某系统的用户总功率为 Pfhe 2800
P
qe
900MW ，负荷调节效应系数 K L 2 ，自动减负荷动作后，希望恢
Oscillate towards its equilibriums
第四节
电力系统低频减载
第二阶段：系统频率降低
A few seconds ~ several seconds
Frequency drop
所用发电机几乎同时降低速度：
d ng d 1 d 2 ... = dt dt dt
f
hf max
－
f
hf min
）为最小
第四节
电力系统低频减载
5) 一般情况下，各轮的 f hf maxi 是不同的，而 ZPJH 的最终计算误差 则应按其中最大的计算。根据极值原理，显而易见，要使 ZPJH 装 置的误差为最小的条件是：
f hf max1
f hf max2
„„
P/%
电力系统低频减载
Pi %
f
fe
P
Pbi %
a
b
+ T
PT2
PL 2 PL1
1
PL 0
Pbhf % f hf .max i =f hf 0
f opi
s1
s0
fi
f hf 0
f dzi
f PT
fe
f
f hf 0
图 3-26 第 i 轮动作后系统频率稳定值与功率平衡的关系
P
Pqe PJH Px PJH
最大功 率缺额 与减负 荷装置 上负荷 总功率 示意图
K L
P
+ T
fe f hf fe
P0
K Lf hf
PL
1
f
PT2
fN
f hf
Pqe
PJH
P
第四节
或
PJH
电力系统低频减载
Pqe Kl Px f hf 1 Kl f hf
f f ( f N f )e
式中
1 Tf
f ——由功率缺额引起的另一个稳定运行频率
T f ——系统频率变化的时间常数，它与系统等值机组惯性
常数以及负荷调节效应系数
KL 有关，一般在（4～10）间。大
系统 T f 较大，小系统 T f 较小。
第四节
f
fe
1 2 3
电力系统低频减载
f hf 可以低于额定频率。
4）考虑到负荷调节效应，接于减负荷装置上的负荷总功率 P JH 可以比最 大功率缺额 P qe 小些。
第四节
根据负荷调节效应系数公式
电力系统低频减载
( Pfhf Pfhe ) / Pfhe ( f fe ) / fe
K L
可以得到
Pfhf * Pfhf % f f %
第四节
时间 t 2 后
电力系统低频减载
点 4：当频率下降到 f 2 时，ZPJH 的第二轮频率继电器启动，经一定
点 5：又断开了接于第二轮频率继电器上的用户。 点 5-6：系统有功功率缺额得到补偿。频率开始沿 5～6 曲线回升， 最后稳定在 f ( 2) 。 逐次逼近：进行一次次的计算，直到找到系统功率缺额的数值（同 时也断开了相应的用户） 。即系统频率重新稳定下来或出现回升时， 这个过程才会结束。
f
PT
s u
PL
线性化的发电机组静态频率响应特性 只是在频率偏离值较小的情况下适用。 当频率下降较大的时候，由于 使得发电机的机械 输入功率 。
P
发电机组/负荷静态频率响应特性：局 部稳定点s和局部不稳定点u
f
PT+
PT2
PL
P0
1
f
s
f PT
u
P
t
频率崩溃实例
第四节
频率崩溃
电力系统低频减载
第四节
五、最大功率缺额的确定
电力系统低频减载
1）减负荷装置正确动作的必要条件：保证在系统发生最大可能的功率缺 额时，也能断开相应的用户，避免系统的瓦解，使频率趋于稳定。 2）对系统中可能发生的最大功率缺额应作具体分析：有的按系统中断开 最大容量的机组来考虑；有的要按断开发电厂高压母线来考虑等；解列 后各部分可能出现的最大功率缺额； 3）系统功率最大缺额确定以后，就可以考虑接于减负荷装置上的负荷的 总数。要求恢复频率
电力系统低频减载
为系统的需求功率：
第三阶段：调速器动作
系统静态频率响应特性如下，
P demand =P -P =- KT +KL f / f N P T L L
第四阶段：调频器动作，即二次调整
当系统频率降低或者联络线上的功率偏离计划值时，进行二次调整。
第四节
频率崩溃
电力系统低频减载
第四节
P bi Px - P k
k =1 i -1
电力系统低频减载
i -1 f opi P %= 100- P % bi k fe k =1
=-
f opi fe
i -1 f hf 0 P 0 %= 100- P % 错误 bhf k fe k =1 i -1 f opi f hf 0 P %=P %-P 0 %= 100- P % 错误 i bi bhf k fe fe k =1 i f hf 0 P 0 %= 100- P % bhf k fe k =1 i -1 f hf 0 f opi f hf 0 P %=P i %-P 0 %= 100- P % +P % i b bhf k i fe fe k =1 fe i -1 f hf 0 f opi f hf 0 P % 1- = 100- P % i k fe fe fe k =1 i -1 i -1 f hf 0 -f opi f opi -f hf 0 P %= 100- P % = 100- P % i k k f e -f hf 0 f e - f e -f hf 0 k =1 k =1
由发电机转子运动方程
M d =P =Pm -Pe -PD dt
得：
Png P P2 1 ... = M1 M 2 M ng
第四节
电力系统低频减载
Primary control
第三阶段：调速器动作
several seconds
线性化的发电机组静态频率响应特性：
K i f / f N + P / P =0 Gi GNi P = P =- f / f N G Gi
复频率值 f hf 48Hz ，求接入减负荷装置的负荷总功率 PJH 。 解 减负荷动作后，残留的频率偏差相对值
f hf *
由式（3-47）得
50 48 0.04 50
PJH
900 2 0.04 2800 734 MW 1 2 0.04
第四节
电力系统低频减载
f hf maxn f hf 0
6) 各轮恢复频率的最大值
f hf 0 可考虑如下：当系统频率缓慢下降，
并正好稳定在第 i 轮继电器的动作频率 f dzi 时，第 i 轮继电器动作， 并断开了相应的用户功率 Pi ， 于是频率回升到这一轮的最大恢复 频率 f hf maxi 。
第四节
四、自动低频减载（按频率自Βιβλιοθήκη 减负荷装置“ZPJH” ）的工作原理
f1
f ( 2)
f0
6 4 5 5
'
f2
f (1) f ( 0)
t1 t2
3
'
t
o
图 3-24 系统频率的变化过程
第四节
电力系统低频减载
“轮” ：计算点 f 1 、 f 2 „„ f n 点 1：系统发生了大量的有功功率缺额 点 2：频率下降到 f 1 ，第一轮频率继电器起动，经一定时间 t1 点 3：断开一部分用户，这就是第一次对功率缺额进行的计算。 点 3-4：如果功率缺额比较大，第一次计算不能求到系统有功功 率缺额的数值，那么频率还会继续下降，很显然由于切除了一部 分负荷， 功率缺额已经减小， 所有频率将按 3-4 的曲线而不是 3-3' 曲线继续下降。
i =1 Ng
K i PGNi
i =1
Ng
P
i =1
Ng
Gi
=P L