电力系统功率平衡与控制PPT课件

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5.2.2.有功功率电源的备用
• 电力系统中的产生有功功率的唯一电 源是发电厂（未来其他清洁电源并网 后也可以看成是发出有功功率的电 源）。
• 电力系统的总发电容量必须大于其最 大负荷时需消耗的容量，这多出来的 部分就是备用容量。
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5.2.2.有功功率电源的备用
• 系统的备用容量一般可分为 1. 负荷备用， 2. 事故备用， 3. 检修备用， 4. 国民经济备用。
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5.2.3.各类发电厂的合理组合
• 1）火力发电厂在运行中需要消耗燃 料，并受运输条件限制，但火力发电 不受自然条件的影响 。
• 2）水力发电的首要原则是要充分利 用水资源，尽量避免弃水 。
• 3）核电厂一次投资大，运行成本低， 但启停成本很高。
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5.2.3.各类发电厂的合理组合
抽水蓄能电厂
电力系统分析
机械出版社 朱一纶主编
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第5章 电力系统功率平衡与控制
• 电力系统运行的基本任务是将电能在 电压、频率合格的前提下安全、可靠 、经济地分配给各用电设备。
• 本章讨论对稳态运行的电力系统如何 进行优化和调整以保证电能质量。
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5.1 电力系统中有功功率平衡 与频率变化
• 电力系统理论上应时刻保持有功功率 的平衡，即每一时刻发电机发的有功 功率之和应等于电力系统消耗的有功 功率之和。
• 汽轮机组：300MW/台×2台，KG*=16
• 负荷的单位调节功率KL*=1.5，系统总负荷 为1000MW，试计算：1）全部机组都参加 调频时2)汽轮机组已满载，仅水轮机组参 加调频时的电力系统的单位调节功率和频 率下降0.2Hz系统能够承担的负荷增量。
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例5-1
• 解：1) 全部机组都参加调频时
• 频率的一次调整的作用是有限的，它只能 适应变化幅度小，变化周期较短的变化负 荷，且一般情况下，一次调整不能维持频
率不变。
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2.电力系统频率的二次调整
• 二次调频是人为设定，根据电网频率 高低来调整机组负荷，是指当电力系 统负荷或发电出力发生较大变化时， 一次调频不能使频率恢复到规定范围 时采用的调频方式。
P S -K S f -(4 (7 -0 2 9 .)2 4（).M4 W）
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例5-1
• 解：2）仅水轮机组参加调频时
• 电力系统:
（MW）
K S *2P 5 S 3n 0 f0 n1 2 05 8 0 3 50 0 0 2 0 12.7
P S-K S f-(2 (8-0 0 5 ).2 6 （M)W）
• 前面讨论的由发电机组调速系统随电力系 统频率变化而自动控制发电机进行输出有 功功率的调整，通常称为电力系统频率的 一次调整。
• 对多发电机组和多负荷组成的电力系统，
• KS=KL+KG1+ KG2+KG3+……
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例5-1
• 设电力系统中各发电机组的容量和它们的 单位调节功率标幺值为：
• 水轮机组：100MW/台×5台， KG*=25
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5.2.2.有功功率电源的备用
• 备用容量按其存在的形式又可以分为 热备用和冷备用
• 热备用是指运转中的发电设备可能发 的最大功率与系统发电负荷之差，也 叫运转备用或旋转备用。
• 冷备用是指未运转的发电设备可能发 的最大功率，它不包括检修中的发电 设备。它作为检修备用、国民经济备 用和部分事故备用。
（MW）
• • • •
水轮机组: 汽轮机组: 负荷： 电力系统:
K K G G 52 K K G GP *P f*G fn G nn n52 2 1 5 61 3 5 50 0 0 0 0 2 0 15 9（（0 2MMWW//HHzz））
KLKL*P fL nn1.515000300
K S * K P S S fn n 2 5 1 P S 0 n 9 3 fn 2 0 1 4 0 5 3 7 5 0 0 2 2 0 2 01
- f
PG
*
- f/nf PG
PG/PGn fn
n
• 汽轮发电机组：KG*=16.7～25，
• * =0.06~0.04 • 水轮发电机组：KG*=50～250。
• * =0.04~0.02
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3. 电力系统的有功功率-频率静态特性
P S P G - P L -G K f- K L f -S K f
抽水蓄能电厂
发出功率
吸收功率
(a)枯水季节
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(b)丰水季节
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5.3 电力系统的有功功率平衡
• 1. 负荷有功功率-频率静态特性
实验测得当电力系统 频率略有下降时，同 一负荷实际吸收的有 功功率下降 ：
PLKLf
KL-负荷的单位调节功率
KL* PL f//P nfLnKLPfL nn
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5.3 电力系统的有功功率平衡
• 2. 发电机的有功功率-频率静态特性
发电机组有功功率-频率静态特性曲线
PG-KGf
斜率KG称为发电机组的单位调节功 率，又称发电机组的有功功率-频率 静态系数，
KG*- PG f//P nG fnKGPfG nn
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2. 发电机的有功功率-频率静态特性
• 也有把KG的倒数定义为发电机组的静 态调差系数：
• 电力系统的频率变化对用电设备、发 电机组以及电力系统的运行状况都有 很大的影响 ：
• 1）对用户的影响
• 2）对发电厂的影响
• 3）对电力系统的影响
• 我国规定允许的频率范围为
50±0.2Hz
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5.2有功功率的电源与负荷
• 5.2.1.有功功率负荷及其变化
实际负荷
第一种负荷 第二种负荷 第三种负荷
• 其中KS=KG+KL，称为系 统的单位调节功率或系 统的有功功率-频率静态 特性系数。式中负号表 示频率减小时系统发出 的有功功率增加。
• 对一个具体系统，负荷 的KL并不可调，因此KS 主要由KG决定。 KS主要 由KG决定。
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5.3.2 电力系统的频率调整
• 1.电力系统频率的一次调整
PG P电力系统
或
P G P 厂 用 P 电 电 力 P L 网
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5.1 电力系统中有功功率平衡 与频率变化
• 实际上电力系统负荷消耗的有功功 率在不断变化，当电力系统发出的 有功功率之和大于电力系统消耗的 有功功率之和时，电力系统的频率 会上升，反之，电力系统的频率会 下降。
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电力系统频率不稳定的影响