电力系统频率及有功功率的自动调节
电力系统频率及有功功率的自动调节
f
f2
f3
fn
P
P
P
(
)
P
(
)
P
(
)
P
(
)
L 0
LN
1
LN 2
LN
3
LN
n
LN
f
f
f
f
N
N
N
N
将上式除以PLN，则得标么值形式，即
P
f
f
f
f
2
3
L
01
2
3
当系统的频率为额定值时: PL 1
于是
n
n
f 1
综合负载的功率-频率特性近似表达式：
P
P
e
L
根据国内外一些实例，负荷的静态特性曲线在额定频
率附近（48～51HZ）接近于一条直线，如图所示。
•
直线的斜率为：
p
tan
f
L
说明：
1）负荷的频率效应起到减轻系统能量不平衡的作用。
3）电力系统允许频率变化的范围很小，为此负荷功率与
a
a
a
a
a
1
0
1
2
3
n
通常与频率变化三次方以上成正比的负荷很少，可忽略其影响。
4、负荷的静态频率特性
P
第三章电力系统频率及有功功率的自动调节_电力系统自动化
n no nN n △f △P f
若发电机组原在（PN，nN） 点，当有功变化为P时，调 速器调节后，机组运行在 （P，n）,n≠ nN因此又称为 有差调节特性。
PN
P
PG
1.速度变动率R（调速系统静态特性的斜率）： 当发电机有功功率从0增加到PN时，转速从n0 变到nN, R=no-nN
b1＞b2:1号机组的功率减少 △P,其功率变为P1 ,相应的微增率 减小至b1 ;2号机组增加相同的△P,其功率变为P2 相应的微增率 增大至b2 1号机组减少的燃料消耗费用大于2号机组增加的消耗费用, 负荷转移可使消耗费用减少,当b1等于b2时,总的燃料消耗费用为
, , , ,
最小即最经济.
系统中并联运行的发电机组经济调度的准则是: 各机组的微增率相等
负荷变化较大时，调整结束时频率与额定值偏差较大——调节结果有差； 频率的二次调整通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度
调节转速，表现为一条调节特性上、下平移，可以保证调整结束时频率与 额定值偏差很小或趋于零——调节结果是无差的；
复习思考
• • • 1.频率和有功功率调节的主要任务是什么? 2.在电力系统中,有了调速器对频率的一次调节, 为什么还要引入调频器,进行二次调节? 3.调速器的失灵区对频率调整有何影响?
×100%
nN
2.发电机组的频率调节方程 :
Δf* + R* · ΔPf* = 0
(三)调节特性的失灵区ε（迟缓率）
1．定义：由于测量元件的不灵敏性, 调速系统对于微小的转速
变化不能反应,调节特性实际上是一条具有一定宽度
f
不灵敏的带子, 称为失灵区。
电力系统频率及有功功率的自动调节与控制
二、电力系统负荷调节效应
1、当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变。 有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负 荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。
2、电力系统中各种有功负荷与频率的关系 (1) 与频率变化无关的负荷，如白炽灯、电弧炉、电阻炉和整流负 荷等。它们从系统中吸收有功功率而不受频率变化的影响。
PL a0 a1 f a2 f2 a3 f3
0.35 0.4 0.96 0.1 0.962 0.15 0.963
0.35 0.384 0.092 0.133 0.959
PL % (1 0.959) 100 4.1
KL
PL % f %
4.1 4
1.025
电力系统自动化
Pc
PB
B K
保持不变
电力系统自动化
第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
积差调节法的特点是调节过程只能在 结束， 常数， 此常数与计划外负荷成正比。
3、机组间的有功功率分配 多机组采用积差调频法调频时，可采用集中式、分散式两种形式。
电力系统自动化
第三节 电力系统调频与自动发电控制
调频方程组
由于系统中各点的频率是相同的，各机组
m PTi 1
m PGi 1
PL
d dt
m (Wki )
1
系统的频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡所致， 因此调频与有功功率是不可分开的。
第一节 电力系统频率特性
频率降低较大时，对系统运行极为不利，甚至会造成严重后果。
（1）对汽轮机的影响，当频率低至45HZ时，个别的叶片可能发生共 振而引起断裂事故。 （2）发生频率崩溃现象。 （3）发生电压崩溃现象，系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系 统瓦解。
电力系统的有功功率和频率调整
21
第二节 电力系统有功功率的最优分配
核电厂
反应堆的负荷没有限制 汽轮机的技术最小负荷为额定负荷的10%-15% 反应堆和汽轮机退出运行和再度投入或承担急
转动到DE’，使F点下降至F’和E点下降至E’。
38
测速元件 调频器
执行机构
39
第三节 电力系统的频率调整
错油门活塞下移使油管a、b的小孔开启，压力油 经b进入油动机活塞下部，活塞上部的油经a流入 错油门上部。
8
第一节 电力系统有功功率的平衡
说明：
担任二次调整任务的发电厂称为调频厂，其母 线通常可设为潮流计算中的平衡节点。
三次调整中按给定负荷曲线发电的发电厂称为 负荷监视厂。
近年来我国出现的一种新的调整手段—负荷控 制：个别负荷大量或长时间超计划用电以致影 响系统运行质量时，由系统运行管理部门在远 方将其部分或全部切除的控制方式。
26
第二节 电力系统有功功率的最优分配
2.2 各类发电厂的合理组合
基荷和峰荷的概念
基荷：日负荷曲 P
线最低点以下的
部 分 ， 24 小 时 内峰荷不变。峰荷：基荷和最 大负荷之间的部 分，经常变动。
基荷
t
27
第二节 电力系统有功功率的最优分配
各类发电机的组合顺序 火电厂以承担基本不变的负荷为宜。高温高 压电厂优先投入，中温中压电厂其次。 核电厂原则上应承担额定容量负荷 无调节水库水电厂的全部功率和有调节水库 水电厂的强迫功率应首先投入 有调节水库水电厂的可调功率：丰水期优先 投入；枯水期后投入 抽水蓄能电厂承担高峰负荷
电力系统有功功率与频率调整
.郑州电力职业技术学院毕业生论文题目：＿浅谈电力系统有功功率与频率调整系别＿＿＿电力工程系＿＿＿＿专业＿继电保护及自动化班级＿＿＿15继电3班＿＿＿＿学号＿＿15401020341姓名＿＿＿＿张高原＿＿＿＿论文成绩答辩成绩综合成绩指导教师主答辩教师答辩委员会主任. 1.浅谈电力系统有功功率与频率调整摘要本文首先介绍了电力系统有功功率与频率调整的基本知识，有功功率的应用、意义及；频率调整的必要性，电压频率特性，频率的一二次调整，以及互联系统中的频率的一二次调整，调频与调压的关系，以及电力系统频率调整在个类电厂中得作用。
关键词：有功功率频率调整互联系统.2.目录1电力系统有功功率与频率调整的意义 (1)2频率调整的必要性 (1)2.1频率变化的危害 (1)2.2电力系统负荷变动规律 (1)3电力系统的频率特性 (2)3.1负荷的有功功率－频率静态特性3.2电源的有功功率－频率静态特性3.2.1同步发电机组的调试系统 (2) (4) (4)3.2.2调速系统框图 (4)3.2.3同步发电机组的有功功率-频率静态特性 (4)4电力系统的频率调整 (6)4.1频率的一次调整 (6)4.1.1基本原理 (6)4.1.2基本关系 (6)4.1.3多机系统的一次调频 (7)4.2频率的二次调整 (9)4.2.1基本原理 (9)4.2.2基本关系： (10)4.2.3基本理论： (10)4.3互联系统的（二次）频率调整 (10)4.3.1基本关系 (10)4.3.2注意要点： (10)4.4调频与调压的关系 (11)4.4.1频率变化对电压的影响4.4.2电压变化会频率的影响 (11) (11)4.4.3注意 (11)5电力系统的有功平衡与备用容量 (12)5.1有功平衡关系 (12)5.2备用容量 (12)6电力系统负荷在各类发电厂的合理分配 (12)6.1火力发电厂的主要特点6.2水力发电厂的主要特点 (12) (13)6.3抽水蓄能水电厂的主要特点 (13)6.4核能发电厂的主要特点 (13)总结 (14)致谢 (15)参考书籍 (16).3.1电力系统有功功率与频率调整的意义发电机的输出电压和输出电流是有限制的，发电机的负荷是以伏安计算的（即电流有效值乘以电压有效值，视在功率），当负载的功率因数为全部转换成有功功率输出。
第五章电力系统频率及有功功率的自动调节
•KL = 1.5 × ( 3650 / 50 ) = 109.5 ( MW / HZ )
•* 由此可知, KL的数值与系统的负荷大小有关.
第五章电力系统频率及有功功率的自 动调节
三、发电机组的功率——频率特性
第五章电力系统频率及有功功率的自 动调节
三、发电机组的功率——频率特性
•f
•PL = f(f)
•PL1 = f(f)
•fN
•a
•d
•f2 •f3
•b
•c •ΔPL
•PG=f(f)
•无调速 •有调速
•到状态b，PL未变，PG没增 加
•ΔPL2 •ΔPL1
•到状态c，再调可以到状态d
•PL
•PL2•PL1
•P
•调速器的调节作用被称为一次调节。 第五章电力系统频率及有功功率的自 动调节
•4 电液转换及液压系统 •电液转换器把调节量由电量转换成非电量油压。液 压系统由继动器、错油门和油动机组成。
•5 调速器的工作
第五章电力系统频率及有功功率的自 动调节
•三 数字式电液调速器
•控制电路部分的功能用微机实现。
第五章电力系统频率及有功功率的自 动调节
• • 主机根据采集到的实时信息，按预先确定的控制 规律进行调节量计算，计算结果经过D/A变换输 出去控制电/液压转换，再由液压伺服系统控制原 动机的输入功率，完成调速或调频的任务。
第五章电力系统频率及有功功率的自 动调节
•第三节 电力系统频率调节系统及其特性
•一 调节系统的传递函数
▪ 传递函数是分析调节系统性 能的重要工具，电力系统的 频率和有功功率调节系统， 主要是由调速器、发电机与 原动机和电网环节组成，传 递函数分别讨论如下：
第五章电力系统有功功率和频率调整
❖ 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
火电厂的效率
❖中温中压 ❖高温高压 ❖超高压力 ❖超临界压力 ❖热电厂
内容
❖ 机组优化组合（简要介绍）
确定系统中需要运行多少机组，哪些机组运行， 以及什么时候运行。
❖ 经济功率分配（重点学习）
在已知机组组合的基础上，确定各机组的功率输 出，在满足机组、系统安全约束的同时，使系统 的运行最优化。
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
❖ ④原子能电厂虽然可调容量较大，调整速度也不 亚于火电厂，但因其运行费用较低，通常都以满负 荷运行，一般不考虑用这类电厂调频。
❖ ⑤如果系统中有抽水蓄能电厂，首先应该考虑采 用这类电厂进行调频。
名词解释
❖ ALFC:自动负荷频率控制 ❖ AGC：自动发电控制 ❖ EDC：经济调度控制 ❖ ACE：区域控制偏差
，从6.80%下降到5.69%。
1997~2009年厂用电率变化情况
电源备用容量
❖ 有功功率平衡：
发电功率=厂用电+网损+综合用电负荷
❖ 有功电源的备用容量：
备用容量=发电机组的额定容量-发电功率
电源备用容量（按状态分类）
❖ 热备用：运转中的发电设备可能发的最大功 率与发电负荷之差(旋转备用)；
调整：减小进气量或进水量，进而减小作用在发 电机转子上的机械功率，机械功率=电磁功率， 转子达到额定转速，系统频率达到额定频率。
船电设备——第十五章电力系统频率及有功功率自动调整
结论： 结论：
负荷调节效应，对于限制系统频率变化是有利的， 负荷调节效应，对于限制系统频率变化是有利的， 但只依靠这个效应，频率的变化将是很大的。 但只依靠这个效应，频率的变化将是很大的。为了保证 系统的频率变化在一定的允许范围内， 系统的频率变化在一定的允许范围内，发电机组必需配 置（用以维持转速恒定的）调速器。 用以维持转速恒定的）
f
f0
1 1' 2' 2
P 1 2
0
P 1
P
转移过程: 为保持电网的频率稳定，在转移负载时， 转移过程: 为保持电网的频率稳定，在转移负载时，
必须同时向相反方向调节两机组的调速控制开关。 必须同时向相反方向调节两机组的调速控制开关。 1号机组减油门，曲线下移（负荷减小） 号机组减油门，曲线下移（负荷减小） 2号机组增油门，曲线上移（负荷增大） 号机组增油门，曲线上移（负荷增大）
2
去磁电枢反应
E0↓
15.1. 15.1. 电力系统有功功率自动调整基础知识 1.电力系统频率波动的原因及其影响 1.电力系统频率波动的原因及其影响 pn 的关系： 电网频率f 与发电机转速n的关系： f = 60
的变化导致电网频率 即：发电机转速n的变化导致电网频率 的变化 发电机转速 的变化导致电网频率f 与油门有关） 设原动机输入功率为PT（与油门有关），发电机负荷功率为PF 时输入与输出功率平衡，系统转速（即频率）不变。 当PT＝PF时输入与输出功率平衡，系统转速（即频率）不变。 如果系统中的负荷突然变化使发电机输出功率增加△PF，而由 于机械惯性， 于机械惯性，原动机的输入功率还来不及变化
输出电功率sui有功puicos同步发电机的负载运行输出无功q从而导致端电压下降为维持端电压不变则需增大励磁电流i若输出无功q不变增大励磁电流i则端电压u上升输出有功p下降为维持不变则需增大原动机输入功率柴油机油门若输出有功p不变增大油门则端电压频率上升若输出无功q励磁电流i端电压u输出有功p油门频率60pn电网频率f与发电机转速n的关系
电力系统有功功率和频率调节的过程
电力系统有功功率和频率调节的过程摘要：电网中负荷和发电的随机波动导致了供需不平衡使电网的频率不能维持在50Hz，因此，电网运行时要求电力系统的频率控制在500.1?Hz的范围内。
相比于二次调频，一次调频是有差调频，但是一次调频具有能够快速响应各类负荷扰动的特点，是电网频率的第一道防线，对电力系统的频率稳定起着至关重要的作用。
关键词：频率特性;频率调节引言频率是衡量电能质量的标准之一，频率质量的波动不仅影响用户的用电质量，而且对电力系统本身影响也很大。
当电网的负荷功率发生变化时，发电厂发电功率与负荷用电功率出现功率不平衡现象，使得电网频率相对于其额定值将有不同程度的波动和偏移，对电力用户的用电质量造成较大影响，为减小系统频率偏差对用户造成的影响，我们将频率进行一次调频、二次调频保证频率在规定的范围内，以至于保证电力系统稳定运行。
1电力系统事故中的频率问题频率异常会严重影响系统安全稳定运行，世界范围内多起大停电事故过程中，频率波动超出正常运行范围进一步恶化了事态的发展。
对事故过程及其原因进行总结有助于分析现代电力系统存在的安全隐患以及频率特性在电力系统事故中所起到的作用。
华东电网作为典型的多馈入直流特大型受端电网，直流大功率时双极闭锁事故会导致系统频率异常，严重威胁电网频率的安全稳定。
其中，具有代表性的事故是“9?19”锦苏直流双极闭锁事故。
2015年9月19日21:58:02，锦苏直流发生双极闭锁事故，导致华东电网损失功率约4900MW，12s后全网频率最低跌至49．58Hz，随后系统频率处于低于49．8Hz的水平长达221s。
最后通过电网动态区域偏差动作以及华东网调的紧急调度，在故障发生240s后，系统频率恢复到正常水平.根据华东电网的情况以及事故过程中频率变化情况分析该系统频率主要问题:1.1一次调频能力不足发电机组的一次调频动作响应时发生频率波动事件时的主要调节手段，故障过程中，若所有机组按照理想的一次调频动作(调频动作死区0．033Hz，限幅为额定功率的6%，调差系数为5%)，理论上估算华东电网频率最大跌落为0．093Hz。
第05章_电力系统频率及有功功率的自动调节(7-8)
三、如何运用CPS标准来评价控制性能 • 当 100%≤CPS1<200%时，即0<CF≤1时，则有 这说明在这段时间内，该控制区的控制行
为对电网频率质量是不利的，但仍符合 Σ( ACE AVE − min ⋅ ΔFAVE − min ) < ≤1 2 CPS10 标准的要求，也就是说其影响程度未 − 10 B ⋅ n ⋅ ε 1 超过所允许的范围。此时。需同时满足 ACE十分 即 CPS2 Σ标准。如不能满足，则需将 ( ACE AVE − min ⋅ ΔFAVE − min ) 为正， 钟平均值偏离CPS2标准的部分（大于L10 但 的部分），与ACE对电网频率影响的部分 （CPS1 偏离200% 部分，即 2-CPS1）结合 ⋅ Δ ( ACE F ) ∑ AVE − min AVE − min 2 ≤ ε 1 起来进行评价。 − 10 B ⋅ n
13
四、CPS系列标准较A系列标准的优越性
• A1,A2标准未涉及电网频率控制的目标，因 而应用在频率控制目标不同的电网中时，需 要做一些人为的调整。而CPS标准中对频率 的控制目标都有明确的规定，因此可应用于 各种频率控制目标的电网。ε 1和ε 10的数 值充分体现了电网之间的差异。美国最小的 互联电网得克萨斯电网（1998年最高负荷 48588MW）的ε 1=0.020HZ, ε 10=0.0073Hz;而华东电网（1998年最高负荷 32050MW）的ε 1=0.035HZ, ε 10=0.025Hz
△F
Eminth<|ACE| < Emaxth时，认为|ACE| 相对于△F来说并不大，无需改变现 有的ACE，令 PCPS ＝ －PP |ACE| > Emaxth时，认为|ACE|相对于 △F来说已很大，应减少|ACE| ，减 少的程度只要达到Emaxth即可。令 PCPS ＝ － Emaxth * △F/ |△F|
电力系统有功功率和频率调整
一、系统频率标准
• 1.2当发生省网或省内局部地区独立网运行时，独立网 当发生省网或省内局部地区独立网运行时， 当发生省网或省内局部地区独立网运行时 万千瓦及以上,频率偏差正常不得超过 用电负荷为 300 万千瓦及以上 频率偏差正常不得超过 50±0.2 赫兹；超出 ±0.2赫兹，持续时间不得超过 赫兹；超出50± 赫兹 赫兹， ± 30 分钟；超出50±0.5 赫兹，持续时间不得超过15分 分钟；超出 ± 赫兹，持续时间不得超过 分 万千瓦， 钟。独立网用电负荷小于 300万千瓦，频率偏差正常 万千瓦 不得超过50± 赫兹；超出50± 赫兹 赫兹， 不得超过 ±0.5 赫兹；超出 ±0.5赫兹，持续时间 不得超过30分钟 超出50± 赫兹 分钟； 赫兹， 不得超过 分钟；超出 ±1赫兹，持续时间不得超 分钟。 过15分钟。 分钟 • 1.3系统事故造成地区电网独立网运行时，地调及地区 系统事故造成地区电网独立网运行时， 系统事故造成地区电网独立网运行时 电厂负责独立小网调频调压任务， 电厂负责独立小网调频调压任务，使之能与省电网顺 利并列，不得出现因调整不当而引起的高频切机、 利并列，不得出现因调整不当而引起的高频切机、低 频减负荷甚至垮网的现象。 频减负荷甚至垮网的现象。
3
二、调频厂的确定及频率调整
1.调频厂的确定
• 电网运行时应指定第一调频厂和第二调频厂。 电网运行时应指定第一调频厂和第二调频厂。 • 省电网单机容量在100MW及以上的火电厂、单机容量在50MW及 及以上的火电厂、单机容量在 省电网单机容量在 及以上的火电厂 及 以上的水电厂、 以上的水电厂、燃汽轮机组以及抽水蓄能机组均可担任系统的第 二调频厂。正常运行情况下， 一、二调频厂。正常运行情况下，省调应指定上述其中的电厂担 任第一调频厂，机组投入AGC运行的电厂即自动转为第一调频厂 运行的电厂即自动转为第一调频厂， 任第一调频厂，机组投入AGC运行的电厂即自动转为第一调频厂， 未指定为第一调频厂或未投AGC的上述电厂均为系统的第二调频 未指定为第一调频厂或未投 的上述电厂均为系统的第二调频 厂。 • 选择系统调频厂应遵循以下原则： 选择系统调频厂应遵循以下原则： 1、具有足够的调频容量，可满足系统负荷的最大增、减变量。 、具有足够的调频容量，可满足系统负荷的最大增、减变量。 2、具有足够的调整速度，可适应系统负荷的最快增、减变化。 、具有足够的调整速度，可适应系统负荷的最快增、减变化。 3、在系统中所处的位置合理，其与系统间的联络通道具备足够的输 、在系统中所处的位置合理， 送能力。 送能力。
电力系统自动化----第三版(王葵、孙莹编)第三章电力系统频率及有功功率的自动调节
*
配有调速系统的发电机组的功率-频率特性
图3-4 发电机组的功率—频率特性
（3-7）
－ 发电机组的输出功率增量； －对应于频率增量。
调差系数：
*
调差系数R的标幺值表示为
（3-8）
或写成
（3-9）
（3-9）式又称为发电机的静态调节方程。
*
发电机组调差系数主要决定于调速器的静态调节特性，它与机组间有功功率的分配密切相关。
——发电机的功率-频率特性系数，或单位调节功率。
一般发电机的调差系数或单位调节功率，为下列数值：
*
图3-5 两台发电机并联运行情况
在发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比 调差系数小的机组承担的负荷增量要大，而调差系数大的机组承担的负荷增量要小。 电力系统中，如果多台机组调差系数等于零是不能并联运行的; 多台机组中有一台机组的调差系数等于零，也是不现实的。 所有机组的调速器都为有差调节，由它们共同承担负荷的波动。
（3-2）
将上式除以 ，则得标么值形式，即
(3-1)式或(3-2)式称为电力系统有功负荷的静态频率特性方程。
*
图3-2 负荷的静态频率特性
负荷的频率调节效应
*
定义为负荷的频率调节效应系数。
（3-3）
为了反映有功功率随频率变化的程度，将
（3-16）
设系统的总负荷增量为 ，则调节过程结束时，必有
（3-17）
右端 是系统的等值调差系数。
调节过程
*
式（3-15）、式（3-16）、式（3-19）说明有差调频器具有下述优缺点。
可以求得每台调频机组所承担的计划外负荷为
（3-19）
当系统出现新的频率差值时，各调频器方程式的原有平衡状态同时被打破，因此各调频器都向同一个满足方程式的方向进行调整，同时发出改变有功出力增量 的命令。调频器动作的同时性，可以在机组间均衡的分担计划外负荷，有利于充分利用调频容量。
第三篇-15电力系统频率及有功功率自动调整1
自动调频调载装置就是协助原动机 调速器对电网电压的频率和有功功率进 行调整。其作用是：
（1）保持电网电压的频率恒定； （2）按并联运行机组的容量比例进行 负荷分配；
（3）接到解列指令时，能自动进行负 荷转移。
15.2.1 自动调频调载装置的原理 基本组成环节有频率变换器、有功功率 变换器、有功功率分配器和调整器等四部分。 1）频率变换器
0
I cos KpI cos P
3）有功功率分配器 主要由比较放大器和加法器组成。
作用：计算每台发电机应承担功率，及与实际 承担功率的差值。只要有偏差，就发出调节信 号。 n
1 PP Pi n 1
1 n Pi Pi Pi n 1
1 n UP KPPi KP Pi Pi n 1
其作用是检测电网电压的实际频率fw和给 定频率f0的差值大小和符号，即f＝fW－f0。
频率变换器通常采用谐振式频率变换器 和基于波形变换的频率变换器。
基于波形变换的频率变换器的原理图
设输入信号频率为f，则平均值输出为：
1 U0 1 f
1 E 0T 0 E 0 T 0 f
n
n
15.2.3 自动分级卸载装置
15－15 ZFX-1型自动分级卸载装置原理框图
将T0＝1/2fe带入上式
E 0 f U0 fe
2）有功功率变换器 其作用是获得一个与并联运行发电机的 实际有功功率P大小成正比的直流电压UP。
每台发电机都需要一个功率变换
up ui Ki K 2 I sint
Up K K 2
2 2
I sint dt
自动装置简答题
自动装置简答题问答第一章绪论 1.AAT装置的用途？1.电力系统自动化答：当工作电源或工作设备因故障被断开后，能自动答包括电力系统装置自动化和电力系统调度自动化。
迅速地将备用设备或备用电源投入工作，或将负荷2.电力系统自动装置包括哪些类型的装置（或设备）？切到备用设备上。
答备用电源和备用设备自动投入、输电线路自动重对AAT装置的接线要求？答：1应保证工作电源合闸、同步发电机自动并列、同步发电机励磁自动或工作设备被断开后，才能投入备用电源或设备；调节及强行励磁、自动低频减负荷、电力系统频率2工作母线电压不论因何种原因消失时，AAT装置和有功功率自动调节、故障录波装置、自动解列等。
均动作；3AAT装置应保证只动作一次；4发电厂厂用备用电源自动投入装置应同时满足几对应措施1AAT装置的断路器合闸部分应由供电个工作电源的备用要求5发电厂备用电源自动投入装元件受电侧断路器的常闭辅助触点起动置应满足切换方式的要求6当备用电源或设备投入过2AAT装置设有独立的低电压起动部分并设有备用负荷时，AAT应通过减负荷保证备用电源或备用设备用母线电压监视继电器；3控制AAT装置发出的的安全，以及电动机的自起动。
7当AAT动作时如果合闸脉冲时间，使之只能合闸一次而不是两次备用电源或设备投入于故障，应使其继电保护加速动作4其含义有两个：其一在必要时一个备用电源8电压互感器二次侧熔断时AAT不应动作能够同时代替几个工作电源；其二在有两个备用电源情况下，各备用电源应装设独立的AAT装置，当任一3为什么要求AAT装置在动作电源断开后才将备用备用电源作为全厂工作电源备用时，AAT装置应使任电源投入一备用电源自动投入。
5发电厂AAT装置在条件可能答：防止备用电源或设备投入到故障线路造成AAT 时，可采用带有检定同步的快速切换方式；也可采用投入失败甚至扩大故障损坏设备带母线闭锁的慢速切换方式及长延时切换方式6AAT的备用电源装有自动减负荷装置4确定AAT动作时间是应考虑哪些因素：答：1低压起动部分工作母线失去电压时将工作电答：1电动机自起动时间2 故障点去游离时间3与线源或工作设备断开2自动重合闸部分：当工作电路继电保护想配合源断开后将备用电源或备用设备自动合闸5为什么要求AAT只动作一次7哪些装置应装AAT？答装有备用电源的发电厂厂答：当工作线路发生永久性故障时防止AAT二次动作用电和变电所所用电；由双电源供电另一电源断开，使备用电源或备用设备受到二次冲击备用；降压变电所内备用变压器或互为备用母线段；有6.AAT装置由哪两部分组成及作用备用机组的某些重要辅机。
电力系统自动化---第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
14
第十四页，共96页。
标幺值表示
K KG K D
PD 0
f
K G
PGN
PD 0
PDN
K D
fN
fN
f
等式两端同除以PDN/fN
K G
PGN
PD 0 PDN
PD 0
K D
PDN
f f N
f
K * k r K G K D
（3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律
根据预测负
荷，在各机
组间进行最
优负荷分配
电力系统的经济运行调度（发电计划）
6
第六页，共96页。
4 有功功率平衡与备用容量
– 有功功率平衡：
P P P
Gi
Di
loss
–备用容量：15%～20%
• 作用：为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于
3有功功率负荷的变化及其调整
负荷总的变化情况
随机分量
脉冲分量
持续分量
5
第五页，共96页。
系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动
负荷组成：
（1）变动周期小于10s，变化幅度小:小操作、线路摇摆等
调速器
频率的一次调整
（2）变动周期在（10s，180s），变化幅度较大：大电机、电
炉启停
调频器
频率的二次调整
f
P2 P1
P
若2为额定运行点，1为空载
运行点：
P2 PGN
f2 f N
P1 0
f1 f 0
f / f N
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统频率及有功功率的自动调节摘要在现实中系统功率并不是一个恒定的值，而是随时变化的，在系统中，每时每刻发电功率和用电功率基本平衡。
而功率又是影响频率的主要因素，当发电功率与用电功率平衡时，频率基本稳定，当发电功率大于用电功率时系统频率则上升，反之则下降，所以系统对有功功率和频率进行调整。
本文研究了电力系统频率及有功功率的自动调节进行了详细的研究与论证。
关键词：频率有功功率自动调节第一章频率和有功功率自动控制的必要性1电力系统频率控制的必要性A频率对电力用户的影响（1）电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化,这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械的转速发生变化,转速不稳定会影响产品质量”甚至会出现次品和废品。
（2）电力系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能，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）电力系统频率降低将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。
B频率对电力系统的影响（1）频率下降时，汽轮机叶片的振动会变大，轻则影响使用寿命，重则可能产生裂纹。
对于额定频率为50Hz的电力系统，当频率低到45Hz附近时，某些汽轮机的叶片可能因发生共振而断裂，造成重大事故。
（次同步谐振，1970、1971年莫哈维电厂790MV机组的大轴损坏事故）（2）频率下降到47-48HZ时，火电厂由异步电动机驱动的辅机（如送风机、送煤机）的出力随之下降，从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。
这种趋势如果不能及时制止，就会在短时间内使电力系统频率下降到不能允许的程度。
这种现象称为频率雪崩。
出现频率雪崩会造成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。
（3）在核电厂中，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求。
当频率降到一定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反应堆停止运行。
（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等效发电机组（电网中所有发电机组的等效机组） 的功率频率静态特性如右中图所示，它跟发电机组的 功率频率静态特性相似由此可见，发电机组和等效发电机组的功率频率 静态特性都是向下倾斜的，其程度用调差系数表示， 其倒数称为出力的频率调节效应系数：K G■ ：P G1 _二1调差系数是一 K G ■■-P G■：f..也 P G *个可以整定的参数，反映的是机组或.对频率变化的敏感程度。
2、电力系统综合负荷的静态频率特性电力系统综合负荷由各种各样的负荷组成。
这些负荷吸 取的有功功率有的与频率无关，有的与频率的一次方成正比, 有的与频率的二次方成正比，有的与频率的更高次方成正比。
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主要作用 A 维持电力系统频率在允许范围之内电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有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的有功功率。
B 提高电力系统运行的经济性系统总容量能够满足负荷需求，但没有确定哪些机组参与并联运行， 并联运行的机组各应该发多少有功功率才是最为经济的。
电力系统有功功率控制的任务之一就是要解决这个问题，这就是电力系统经济调度。
C 保证联合电力系统的协调运行电力系统的规模在不断地扩大 ，已经出现了将几个区域电力系统联在一起组成的联合电 力系统，有的联合电力系统实行分区域控制，要求不同区域系统间交换的电功率和电量按事先约定的协议进行。
这时电力系统有功功率控制要对不同区域系统之间联络线上通过的功率 和电量实行控制。
第二章 电力系统的频率特性1发电机组和电力系统等效发电机组的功率频率静态特性发电机组的功率频率静态特性如右上图， 当功率增加到其额定功率时，输出功率不随频率变化。
综合负荷与频率的关系可表示成:匕=a °pf *2+…+ a n f3、电力系统的频率特性电力系统主要由发电机、输电网络和负荷组成。
如果把输电网络的损耗看成负荷的一部分，则电 力系统是由两个环节组成的闭环系统。
发电机组的功 率频率特性和负荷的功率频率特性的交点就是电力系 统的频率的稳定运行点。
如右图，当等效发电机运行在特性 G1,综合负荷 特性为L1时，系统运行在 a 点，系统频率为fl 。
第三章电力系统频率的调节理1、电力系统频率的一次调整 当系统负荷增加，综合负荷特性为L2时，如果不改变发电机调速系统的设定值，等效发电机特性仍然为 G1,系统会运行在新的平衡点一b 点，系统频率为f2。
如果当系统负荷增加，综合负荷特性变为L2时，改变发电机调速系统的设定值，等效发电机特性变为 G2，则系统运行在c 点，系统频率回到fl 。
当系统负荷增加，综合负荷特性为 L2时，若发电机调速系统的设定值不变，等效发电 机特性仍然为G1,系统运行在b 点，系统频率为f2。
这种由发电机特性和负荷调节效应共 同承担系统负荷变化，使系统运行在另一频率的频率调整称为频率的一次调整。
对于右图，频率一次调整的结果:P LP LPCa o a i a ?亠 亠 a n 二 1频率一般在额定频率附近， 频率偏移也很小，因此可将 负荷的静态频率特性近似为直线。
负荷的静态频率特性曲线的斜率称为负荷的频率调节 效应系数。
负荷的频率调节效应系数记为K LK LP LfK L也P * f *PL = a 0 P Lea i PLe发电机有功功率增加了 PL2-PL1，负荷调节效应是负荷吸取的有功功率相对于原频率下的功率少吸收 PL3-PL2，系统频率降低到 f2。
当系统负荷减少时，频率的一次调整过程与上述相反。
即系统频率升高，发电机有功功 率减少，负荷调节效应使负荷吸取的有功功率相对于 原频率下的功率有所增加。
当系统负荷变化较大，频率的一次调整的结果使系统频率过高或过低时，需要改变发 电机调速系统的设定值，使系统频率恢复到规定范围内。
对于右图，等效发电机特性由 G1变为G2,系统频率回到fl 。
频率二次调整的结果（相比一次调整） 发电机有功功率增加了PL3-PL2负荷调节效应使得负荷功率多吸收了 频率提高：f1-f2总的调整结果： 发电机有功功率增加了 PL3-PL1负荷功率增加了 PL3-PL1。
频率维持fl 。
当系统负荷变化较大，通过改变发电机调速系统的设定值使系统频率恢复到规定范围内的频率调整称为频率的二次调整。
电力系统频率的二次调整任务是由调频发电厂中的发电机组承担的。
3、电力系统有功功率调整（频率的二次调整）在频率的二次调整之前，让我们先看看电力系统负荷的变化情况。
见下图。
由上图可见，总的负荷可分成二个部分:一次调频 一、一一次调频2、电力系统频率二次调整负荷总的变化情况隧机分量 脉冲分量 持续分董PL3-PL2发电计划加二次调频负荷的持续分量，调度部门用日负荷曲线来描述。
日负荷曲线示例如下:从以上日负荷曲线可看到，把负荷分成基荷和峰荷。
相应地，调度部门把发电厂分为三类：带基荷发电厂：出力基本不变（核电厂）调峰发电厂：根据分时段的发电计划控制调频发电厂：AGC自动控制调度部门按日负荷曲线把各时段发电计划下发到各类发电厂，预设的发电计划与实际负荷不可能完全一致，其差值称为计划外负荷。
计划外负荷由调频厂承担。
由此可见，调度部门使用发电计划来解决大部分有功功率平衡问题的，利用AGC中的自动调频功能来解决无法预计的负荷变化。
4、自动调频系统自动调频系统是一个闭环反馈控制系统，主要由两大部分组成：机组控制器。
主要用来控制机组调速器的调节特性（通过调频器），使机组在额定频率下发出设定的出力。
负荷分配器。
根据电力系统频率偏差以及与相邻电力系统交换功率的偏差信号，按一定准则计算出各机组的应发出力。
（分为电厂级和系统级）5、自动调频方法一积差调节法最简单的功率分配其中：Ks 为系统的单位调节功率。
a i为分配系数Psi为机组的设定出力。
积差调节法：根据系统频率偏差的根据系统频率偏差的累积值进行调节。
积差调节方程：若系统只有单台发电机调频J A/J I二0（或者屮=-*卜/山）其中：K 为调频功率比例系数。
因此| 3山＜0t1 - t2 :△ % =- 打帥＞091pA/df a 0t3 —t4 :调节方程：多台发电机调频K}SP U + \^fdt土0+ | 二CFgP如 4 |—f = 0AP Q =-* ^7 I ifdr （i - 1*2.…* n）或者写成通用形式：因为△ f是全网统一的，所以/△ fdt相等，而且P Gi等于系统的计划外负荷厶P L, 则有：代回到前方程，则可得到每台调频机组承担的负荷（负荷分配）：区％ = ---- -一（i 二&（汕调节结束时，各调频机组发电出力增量按一定比例自动地分担了计划外负担，使系统有功功率重新平衡。
积差调节的缺点是积差信号滞后于系统频率的瞬间变化，调整过程缓慢。
6、调频电厂的选择足够的调整容量和调整范围调频机组具有与负荷变化速度相适应的较快的调整速度。
机组具备实现自动调频的条件在电网中的位置及其输送通道、输送能力调整机组的有功功率时能够满足安全和经济运行的原则调整过程中不能使中枢节点电压波动超出允许范围对于联网系统，还要考虑调频引起的联络线上交换功率的波动是否超出范围。
分为主调频厂、辅调频厂。
（其他为非调频厂）第四章总结由于电能是无法大量储存的，所以电网时时刻刻都是与负载保持平衡，即用多少发多少。
当有功功率过多，会导致电压上升，频率增加，当有功功率过少，则电压下降，频率降低。
实际电压偏高将造成设备过电压，威胁绝缘和降低使用寿命；实际电压偏低，将影响用户的正常工作，使用户设备和电器不能正常运行或停止运行。
频率偏低，使用户电动机转速下降，功率降低，造成机械出力下降；频率偏高，使用户电动机转速上升，增加功率消耗。
严重时会导致电网解列崩溃。
因此我们选择了对电力系统进行频率及有功功率的自动调节。
欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求。