《电力系统分析》PPT课件

4.4.3 主调频厂的选择
按照是否承担二次调整可将电厂分为：
主调频厂 辅助调频厂 非调频厂（基载厂）
按照频率调整的要求，主调频厂应具备以下条件：
机组要有足够的调整容量及范围; 调频机组具有能适应负荷变化需要的调整速度; 调整输出功率时符合安全及经济原则。
4.4 电力系统的频率调整
4.4.4 互联系P统AB 对的系频统率A相调当整于负
P P P P P
G
D
L
C
用户的有功负荷
网络的有功损耗
热备用
厂用电有功负荷
备用容量按存在形式分为
冷备用
备用容量按其作用分为
4.5 电力系统中有功功率的平衡 负荷备用 事故备用 检修备用 国民经济备用
4.5 电力系统中有功功率的平衡
4.5.2 电力系统中各类发电厂的合理组合
电力系统中的发电厂主要有火力发电厂，水力发电 厂和核能发电厂三类。
4.3 电力系统的频率特性
有功负荷的频率静态特
4.3 电力系统的频率特性
例4.1 某电力系统中，与频率无关的负荷占35％，与频率一次方成正比的负荷占 45％，与频率二次方成正比的负荷占10％，与频率三次方成正比的负荷占10％。求系 统频率由50赫降到47赫时，相应的负荷变化百分值。
4.4 电力系统的频率调整
4.4.1 频率的一次调整 4.4.2 频率的二次调整 4.4.3 主调频厂的选择 4.4.4 互联系统的频率调整
4.4.1 频率的一次调整
a是原始运行点
系统负荷增加ΔPD0
PD KDf
b点
PG KGf
负值 负荷功率的实际增量
PD0 PD PD0 Kf
4.4 电力系统的频率调整
4.4 电力系统的频率调整 一次调整方程式为
4.1 概述
4.1.1 频率调整的必要性 4.1.2 频率调整的方法
4.1.1 频率调整的必要性
系统中负荷的变 化
➢ 频率变化的原因?
你答对了吗?
➢ 频率变化对负荷的影响
(1)异步机 ：纺织品产生毛疵、纸张薄厚不均
(2)电子设备：降低精度、产生误差
➢ 频率变化对电力系统的影响 (1) 水泵、风机：水压、风力不足 (2) 汽轮机的叶片：低压级叶片因振动产生 裂纹
小结
➢ 频率是衡量电能质量的重要指标，保证频率质量要求系统必须保持有功 功率平衡，并具备一定的有功备用容量。
➢ 系统中的负荷不断发生变化，负荷的变化将引起频率偏移，系统中凡装 有调速器且具有可调容量的发电机组，都自动参与频率的一次调整，一 次调整为有差调节；频率的二次调整只由系统中的调频机组承担，通过 调频器完成，二次调整为无差调节。
离心飞摆式调速系统
转速测 量元件
放大元 件
转速控 制机构
4.2 自动调速系统
执行机 构
PE﹥PT
w﹤ w0
4.2 自动调速系统
图4.2离心飞摆式调速系统示意图
PE﹥PT
w﹤ w0
4.2 自动调速系统
图4.2离心飞摆式调速系统示意图
4.2 自动调速系统
4.2.1 调速器的工作原理—— 实现频率的一次调整
PD0 PD PG
PD0 PG PD (KG KD )f Kf
系统的单位调节功率
4.4.2 频率的二次调整
a是原始运行点 系统负荷增加ΔPD0 机组增发功率ΔPG0
ae ad df ef
4.4 电力系统的频率调整
PD0 PG0 (KG KD )f Kf
f PD0 PG0 K
4.3 电力系统的频率特性
4.3.1 发电机组的有功功率—— PG 频率静态特性
KG
α
0
f
KG
tan
PG f
PGN 0 fN f0
单位调节功率的标么值
4.3 电力系统的频率特性
PG
KG
f PGN KG fN
1
PGN % 100
fN
调差系数的标么值
f P
/ fN / PGN
PGN fN
荷增量，对系统B相当
A
于发电功率增量。B
KA ΔPGA ΔPDA
ΔPAB
KB ΔPGB ΔPDB
对A系统：
PDA PAB PGA K Af A
对B系统：
PDB PAB PGB K B f B f A f B f
4.4 电力系统的频率调整
f (PDA PGA ) (PDB PGB ) PD PG
➢ 电力系统负荷对频率也有调整作用。
感谢下 载
图中： A——水电厂的不可
调功率； B——水电厂的可调
功率； C——热电厂； D——核电厂； E——高温高压凝气
式火电厂； F——中温中压凝气
式火电厂
图4.9各类发电厂组合顺序示意图
火电厂外景
火力发电厂的特点有：
4.5 电力系统中有功功率的平衡
火电厂运行时要消耗大量的燃料，需要支付燃料费用，但运行不受自然条 件影响。
KG σ
可以整定
4.3 电力系统的频率特性 功频静态特性的平移
4.3 电力系统的频率特性
4.3.2 系统负荷的有功功率——
频率静态特性 系统的负荷功率与频率的关系：
PD
a0 PDN
a1PDN
f fN
a2PDN
f fN
2
a3PDN
f fN
3
联结容量，是指频率、 电压等于额定值时， 接在电网上的用电设 备的实际容量。
求在下列情况下频率的变化量f
和联络线功率的
变化P量AB
。
（1）当二系统机组都参加一次调频；
（2）当A系统机组参加一次调频，而B系统机组不参加一 次调频。
（3）两系统机组都不参加一次调频时。
4.5 电力系统中有功功率的平衡
4.5.1 有功功率平衡及备用 4.5.2 电力系统中各类发电厂的合理组合
4.5.1 有功功率平衡及备用 4.5 电力系统中有功功率的平衡
KA KB
KA KB
功率缺额
全系统负荷增量
发电功率增量
若联合系统二次调频的发电功率增量
无差调节，即
PD
等于全系统负荷增量PG 时，可实现 f 0
f PA PB KA KB
联合系统频率的变化取决于这个系统总的功率缺额和总的系统单位调节功率
4.4 电力系统的频率调整
PABΒιβλιοθήκη K A (PDB➢ 频率允许偏移的范围：50Hz±(0.2~0.5)Hz
4.1.2 频率调整的方法
4.1 概述
P
幅度小,周期短
PΣ
幅度较大,周期较长 P1
P2
P3
持续变动的负荷
0
t
有功功率负荷变动曲线
4.2 自动调速系统
4.2.1 调速器的工作原理—实现频率的 一 次调整
4.2.2 调频器的工作原理—实现频率的二次 调整
，联络P线A上由A0流向B的功率增大；如
联络线上由A流向B的功率减少。
PB 0
4.4 电力系统的频率调整
例4.2 A、B两系统由联络线相联， A系统：
KGA 800MW / HZ , KDA 50MW / HZ , PDA 100MW ; B系统：
KGB 700MW / HZ , KDB 40MW / HZ , PDB 50MW。
第4章 电力系统的有功功率平衡 与频率调整
本章提示 4.1 概述 4.2 自动调速系统 4.3 电力系统的频率特性 4.4 电力系统的频率调整 小结
本章提示
调频的意义及电力系统频率的允许波动范围； 频率一次调整的概念、原理及结果； 频率二次调整的概念、原理及结果； 电力系统的有功功率平衡及备用容量的概念。
水电厂机组的投入、退出或承担急剧变动的负荷时，所需时间短， 操作简单，无需额外的耗费。
水力枢纽往往兼有防洪、发电、航运、灌溉、养殖、供水和旅游等多 方面的效益。
秦山核电站外景
4.5 电力系统中有功功率的平衡
核能发电厂的特点有：
核电厂一次性投资大，运行费用低。
核电厂的反应堆和汽轮机投入、退出或承担急剧变动负荷时，需耗费能量， 花费时间，且设备易损坏。
负荷增大
发电机输出 功率增加
频率略低于原来值
负荷降低
发电机输出 功率减小
频率略高于原来值
有差调 节
4.2 自动调速系统
4.2.2 调频器的工作原理—— 实现频率的二次调整
调频器完成二次调整
无差调节
4.3 电力系统的频率特性
4.3.1 发电机组的有功功率——频率静态 特性
4.3.2 系统负荷的有功功率——频率静态 特性
PGB ) KA
KB (PDA KB
PGA )
当A、B两系统都进行二次调整，且两系统的功率缺额与 其单位调节功率成比例时，即
PDA PGA PDB PGB
KA
KB
联络线上的交换功率增量 PAB 为零。
4.4 电力系统的频率调整
PAB
K APB KA
K B PA KB
如A系统没有功率缺额，即 B系统没有功率缺额，即
火电厂的锅炉和汽轮机都受最小技术负荷的限制。
火电厂机组的投入、退出或承担急剧变动的负荷时，既额 外耗费能量，又 花费时间，且易损坏设备。
带有热负荷的火电厂称为热电厂
丰满水电厂外景
水力发电厂的特点有：
4.5 电力系统中有功功率的平衡
水厂不需要支付燃料费用，且水能是可以再生的资源。
水电厂的水轮机没有严格的最小技术负荷要求，发电机出力的调整 范围较宽。