第五章_电力系统频率及有功功率的自动调节.pptx
电力系统频率及有功功率的调节精品PPT课件
![电力系统频率及有功功率的调节精品PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/7468d0c0763231126fdb116b.png)
例1 某电力系统中,与频率无关的负荷占30%, 与频率一次方成比例的负荷占40%,与频率二 次方成比例的负荷占10%,与频率三次方成比 例的负荷占20%。求系统频率由50Hz下降到 47Hz时,负荷功率变化的百分数及其相应的值。
PL* a0 a1 f* a2 f*2 an f*n
0.3 0.4 0.94 0.1 0.942 0.2 0.943
点4:当频率下降到f2时,ZPJH的第二轮频率继 电器启动,经一定时间Δt2后
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。
告结束。
机组间有功功率的分配: 调频结束时必有
Pfhe
n i 1
Pci
(1
K1
......
K n1
)Pc1
f 0
而各调频机组分担的功率为
Pci
1 K1
K ...... Kn1
Pfhe
K i 1 Kx
Pfhe
上式说明各调频机组间的出力也是按照一定 的比例分配的。
积差调频法(同步时间法) 调频方程式: 积差调频法(或称同步时间法)
电力系统频率及有功功率的调节
一、电力系统的频率特性 二、调频与调频方法 三、电力系统低频减载
一、电力系统的频率特性
f pn 60
P——发电机组转子极对数 n——发电机组的转数(r/min) f——电力系统频率(Hz) 显然,电力系统的频率控制实际上就是 调节发电机组的转速。
1)电力系统频率一致;任一时刻,发供平衡。
频器的调节方程的原有平衡状态被首先打破, 无差调频器向着满足其调节方程的方向对机组
电力系统有功功率及频率调整ppt课件
![电力系统有功功率及频率调整ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/e91b4a7286c24028915f804d2b160b4e767f81b6.png)
(1)负荷备用:是指调整系统中短时的负荷波动并担负计划 外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大小应根据系 统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。 一般为最大负荷的2%一5%,大系统采用较小数值,小系统 采用较大数值
2、发电机组的有功功率—频率静态特性 1. 概念介绍 1) 发电机的单位调节功率:发电机组原动机或电源频 率特性的斜率。
标志着随频率的升降发电机组发出功率减少或增加 的多寡。
2) 发电机是调差系数: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:
一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的:
和不等式约束条件
的前提下,使目标函数
为最优
有功负荷的最优分配的目的在于:在供应同样大小 负荷有功功率n pGi的前提下,单位时间内的能源消耗最少。 这目标函数应该i1 是总耗量。原则上,这总耗量应与所有 变量有关,但通常认为,它只是各发电设备所发有功功 率 的p函Gi数,即目标函数可写作
等式约束条件:有功功率必须保持平衡的条件。 对于每个节点:
第五章 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 ❖ 第二节 电力系统的频率调整
第一节 电力系统中有功功率的平衡
一、频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响
系统频率的变化将引起工业用户的电动机转速的变化, 这将影响产品的质量。当频率降低,使电动机有功功率降 低,将影响所有的转动机械的出力。频率的不稳定,将会 影响电子设备的准确性。
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。 (3)尽量降低火力发电成本。 根据上述原则,在夏季丰水期和冬季枯水期各类电厂在
第五章电力系统有功功率和频率调整
![第五章电力系统有功功率和频率调整](https://img.taocdn.com/s3/m/0237aff9580216fc710afd7f.png)
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
发电功率的调整
v 针对三种负荷,有功功率和频率调整大体上 也可分成一次、二次、三次调整。
v 一次调整也称为一次调频,针对第一种负荷 变动引起的频率变化,由发电机组的调速器 自动动作承担。一次调整希望快速和平稳。
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
v 事故备用:适应发电设备发生偶然事故时备 用,一为般最大负荷的5%~10%,分冷、热备 用。不小于最大机组的容量。
v 检修备用:满足检修需要而设的(有时不设) 备用。
v 国民经济备用:计及负荷超计划增长而设。
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
电力系统中有功功率的最优分配(发 电计划,频率的三次调整)
v 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
发电机组原动机的静态频率特性
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
发电机组原动机的静态频率特性
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
综合负荷的静态频率特性
•负荷的静态频率特性是负荷的自然属性,而发电机组 的静态频率特性是由于调速器实现的,
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
5.1 电力系的频率调整
一、调整频率的必要性 1. 对用户的影响
❖ 产品质量降低 ❖ 生产率降低
2. 对发电厂的影响
❖ 汽轮机叶片谐振 ❖ 辅机功能下降
3. 对系统的影响
❖ 互联电力系统解列 ❖ 发电机解列
PPT文档演模板
第五章电力系统有功功率和频率调整
电力系统频率及有功功率的自动调节 PPT
![电力系统频率及有功功率的自动调节 PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/bbf95e74453610661fd9f433.png)
§3-1 电力系统的频率特性
二、电力系统负荷的功率—频率特性
K L*
tg
PL* f*
KL
PL f
K L*
KL
fN PLN
§3-1 电力系统的频率特性
三、发电机组的功率—频率特性
M G* A B*
PG*
C1
f*
C2
f
2 *
图3-4 未配调速器的发电机组功率-频率特性
§3-1 电力系统的频率特性
三、发电机组的功率—频率特性
K G*
1 R*
PG* f*
PG* KG*f 0
KG
PG f
汽轮发电机组: R=* 0.04~0.06, K G=*25~16.7; 水轮发电机组: R=* 0.02~0.04, K=G*50~25
§3-1 电力系统的频率特性
§3-1 电力系统的频率特性
一、概述
图3-1 电力系统中负荷瞬时变动示意图
§3-1 电力系统的频率特性
二、电力系统负荷的功率—频率特性
PL F ( f )
PL
a0 PLN
a1PLN
(
f fN
) a2 PLN (
f fN
)2
a3PLN
(
f fN
)3
an PLN
(
f fN
f ( 1 1 1 ) f
KS1 KS2
K Sn
KS
§3-3 电力系统的自动调频
一、有差调频法
Pi
KS K Si
PL
说明有差调频机组有以下优缺点:
1.各调频机组同时参加调频,没有先后之分
第五章 电力系统的频率调整PPT课件
![第五章 电力系统的频率调整PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/1a57463e49649b6649d747c4.png)
1、电力系统的有功功率平衡 2、电力系统中有功功率的最优分配 3、电力系统的频率调整
编辑版pppt
1
概述
• 电力系统是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之 一。如何保证正常、稳态运行时的电能质量和经济性 问题,是我们考虑的重点问题之一。
• 衡量电能质量的指标包括:频率质量、电压质量和波 形质量,分别以频率偏移、电压偏移和波形畸变率表 示。
二、有功功率负荷的变动和调整控制
变化不规律
P1(幅度小,周期短,一次调频) P2(幅度较大,周期较长,冲击性 负荷,二次调频) P3(幅度最大,周期最长,由生活、 气象等引起,三次调频)
编辑版pppt
8
▪ 不同的周期的负荷有不同的变化规律:
1. 第一种变动幅度很小,周期又很短,这种 负荷变动有很大的偶然性;
为可供调度的系统电源容量。
为了保证可靠供电和良好的电能质量,系统可供调度的电源 容量必须大于发电负荷。
系统电源容量=系统中可运行机组的可发容量之和
编辑版pppt
11
三、系统有功功率和备用容量 为了保证可靠供电和良好的电能质量,系统中的发电 设备容量应大于系统负荷,我们把系统电源容量大于 负荷的部分称为备用容量,它是指可用发电出力的后 备补充力量,能够随时调整投入运行。
• 冷备用(和热备用相反理解) – 处于停机待用状态的备用,亦称停机备用。 – 如,检修备用、国民经济备用及部分事故备用。
检修中的发电设备不属冷备用。
热备用越多,越有利于保证电能编质辑量版和pp供pt 电可靠性,但经济性不好。
14
按用途分为:负荷备用,事故备用,检修备用,国民经济备用。
负荷备用—针对一类、二类负荷波动和预测外负 荷设置 (2%~5%)。
电力系统频率及有功功率的自动调节(ppt 85页)
![电力系统频率及有功功率的自动调节(ppt 85页)](https://img.taocdn.com/s3/m/9ce56ce9162ded630b1c59eef8c75fbfc77d9474.png)
电力系统 自动装置原理
例5-2 某电力系统总有功负荷为3200MW(包括电网的有功
损耗),系统的频率为50HZ,若KL*=1.5,试求KL .
解 由式(4-8)可得
KL = KL* ×( PLN / fN ) = 1.5 × ( 3200 / 50 ) = 96 ( MW / HZ )
若系统负荷增长到3650MW时,则有
B ΔP1
P2 P2’ P2
P1
P1’ P1
两机组间的功 率增量分配
f* R*PG* 0 PG1* R2*
PG2* R1*
发电机的功率增量用用各自的标幺值表示时,在发
电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比。调差
系数小的的机组承担的负荷增量标幺值较大,调差系
数大的的机组承担的负荷增量标幺值较小。
忽略机组内部损耗时:
m
m
如果由于负荷的突然变动,是发电机1 P组Ti 的 输1 出PG功i 率增加
PL
则: m
m
PTi PGi PL
机组的输入功率1 小于负荷1 要求功率,为了保持平衡,把转子的一部分动能转
化成电功率,使发电机转速降低,系统的频率下降。
电力系统 自动装置原理
第一节 电力系统的频率特性
第五章 电力系统频率及有功 功率的自动调节
发电自动控制示意图
△P
P-f
△f
控制器
△Pc
蒸汽 汽阀
执行 机构
汽轮机
控制
Q-U 控制器
可控 励磁电源
励磁绕组
发电机
测量
△f
频率检测
到发电机母线
电力系统 自动装置原理
第一节 电力系统的频率特性
❖ 一、概述 频率是电能质量的重要指标之一。
电力系统频率及有功功率的自动调节课件
![电力系统频率及有功功率的自动调节课件](https://img.taocdn.com/s3/m/e2608203e418964bcf84b9d528ea81c758f52e80.png)
2、频率下降到47~48HZ时,由异步电功机驱动的送风机、吸风机、
给水泵、循环水泵和磨煤机等火电厂厂用机械的出力随之下降,
使火电厂锅炉和汽轮机的出力随之下降,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。
第一节 电力系统的频率特性
一、概述
1、并列运行的每一台发电机组的转速与系统频率的
关系为:
pn
f
60
P——发电机组转子极对数
n ——发电机组的转数(r/min)
f——电力系统频率(Hz)
显然,电力系统的频率控制实际上就是调节发电机组的转速!
电力系统频率及有功功率的自动调节课件
2、频率调节的原理
错油门
→转速就会回升。
调节气阀
电力系统频率及有功功率的自动调节课件
从锅炉来的蒸汽
2)转速上升后
→重锤开度增加→A、B、E、F各点也随之不断改变;
这个过程要到C点升到某一位置时,比如C〞 ,
即汽门开大到某一位置时,机组的转速通过重锤的开度使杠杆
DEF重新回复到使Ⅱ的活门完全关闭的位置时才会结束,这时B
系统
(1)正常运行时:
假设系统中有 m 台机组,
G1
G2
m
各机组原动机的输入总功率为:
PT
i
i 1
各机组的发电功率总输出为:
m
i1
PG
i
当忽略机组内部损耗时,输入输出功率平衡:
m
m
P P
i 1
Ti
i 1
第5章电力系统有功功率和频率调整
![第5章电力系统有功功率和频率调整](https://img.taocdn.com/s3/m/5375ba8f2e3f5727a4e96202.png)
单位调节功率。
17
一、频率的一次调整
把n台机组用一台等值机代表,等值单位调节功率标幺值
KG
n
KGi
i 1
n
K Gi
i 1
PGiN fN
代入
KG
KG
PGN fN
1 K G
PGN
n
PGiN
i1 i
n
KGiPGiN
KG i1 PGN
n
PGN PGiN
i 1
18
频率的一次调整的计算过程
PDA PAB PGA K Af A PDB PAB PGB K BfB
PDA PGA KA
P AB
PDB PGB KB
f (PDA PDB ) (PGA PGB ) PD PG
KA KB
K
PAB
K A (PDB
PGB ) K B (PDA KA KB
PGA )
26
4.4 各类发电厂的合理组合
▪ 系统中有备用容量时,可考虑有功功率的最优分配问题,包 括有功电源的最优组合及有功负荷的最优分配。
▪ 有功电源的最优组合:系统中发电设备和发电厂的合理组合。 ▪ 有功负荷的最优分配:系统中的有功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。
27
一、 各类发电厂的运行特点
不等式约束 g(x、u、d)≤0
使
目标函数 F=F(x、u、d) 最优
35
1 目标函数 ▪ 系统单位时间内消耗的燃料(火电机组)
n
F F1( PG1 ) F2 ( PG2 ) Fn ( PGn ) Fi ( PGi ) i 1
该目标函数是各发电设备发出有功功率的函数, 描述的是单位时间内能源的消耗量。
第五章电力系统频率及有功功率的调节
![第五章电力系统频率及有功功率的调节](https://img.taocdn.com/s3/m/42a7711ac5da50e2524d7ff0.png)
第五章电力系统的频率及有功功率的自动调节f=pn/60式中f--发电机频率,HZP--发电机转子的极对数;n--机组转速,r/min。
由上式可知,要控制发电机频率就得控制机组转速。
第一节电力系统的频率特性一、电力系统频率控制的必要性1、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。
有些产品(如纺织和造纸行业的产品)对加工机械的转速要求很高,转速不稳定会影响产品质量,甚至会出现次品和废品。
(2)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。
2、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,当频率降低到45Hz附近时,某些汽轮机的叶片可能发生共振而断裂,造成重大事故。
2)下降到47~48Hz时,由异步电动机驱动的送风机、吸风机、给水泵、循环水泵和磨媒机等发电厂厂用机械的出力随之下降,使火电厂锅炉和汽轮机的出力随之下降,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)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,使异步电动机和变压器的无功损耗增加,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,可能出现电压快速而不断地下降,即所谓电压雪崩现象。
- 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)。
f pn
60
忽略机组内部损耗时:
m
m
PTi PGi
如果由于负荷的突然变动,是发电1 机组的1 输出功率增加 PL
则:
m
m
PTi PGi PL
1
1
机组的输入功率小于负荷要求功率,为了保持平衡,把转子的一部分
动能转化成电功率,使发电机转速降低,系统的频率下降。
电力系统 自动装置原理
第一节 电力系统的频率特性
电力系统 自动装置原理
电力系统的频率特性
❖ 电力系统负荷的功率 - 频率特性
负荷的静态频率特性:PL F ( f )
PL
频率下降时,负荷功率也下降到 PLb ;
PLN
a
b
PLb
频率上升时,负荷功率也上升到 PLa 。
系统功率失去平衡时,系统负荷也
fb fN
f
负荷的频率调节效 应系数
参与了调节作用。系统的负荷随频 率下降的负荷特性有利于系统中有功
解 由式(4-8)可得
KL = KL* ×( PLN / fN ) = 1.5 ×( 3200 / 50 ) = 96 ( MW / HZ )
若系统负荷增长到3650MW时,则有
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.
KL
tg
PL f
K L
PL / PLN f / fN
PL f
K L
KL
fN PLN
KL 是系统调度部门要
求掌握的实测数据,取 值范围在1~3之间。
电力系统 自动装置原理
例5-1 某电力系统中,与频率无关的负荷占30%,与频率一次方成 比例的负荷占40%,与频率二次方成比例的负荷占10%,与 频率三次方成比例的负荷占20%.试求当系统频率由50HZ 下降到47HZ时,负荷功率变化的百分数及其相应的KL*的大小. 解: 由公式可以求出频率下降到47HZ时系统的负荷为: PL* = a0+a1f*+a2f*2+a3f*3 =0.3+0.4×0.94+0.1×0.942+0.2× 0.943=0.93
第五章 电力系统频率及有功 功率的自动调节
发电自动控制示意图
△P
P-f
△f
控制器
△Pc
蒸汽 汽阀
执行 机构
汽轮机
控制
Q-U 控制器
可控 励磁电源
励磁绕组
发电机
测量
△f
频率检测
到发电机母线
电力系统 自动装置原理
第一节 电力系统的频率特性
❖ 一、概述
频率是电能质量的重要指标之一。
电网稳态条件下的频率 f 是全系统一致的运行参数
a0 PLN
a1PLN
f fN
a2PLN
f fN
a3PLN
f fN
anPLN
f fN
标么化:
PL* a0 a1 f* a2 f*2 a3 f*3 an f*n 其中:a0 a1 a2 a3 an 1
一般情况下,取到三次方即可。 负荷的组成和性质确定后,负荷静态频率特性也确定。
1. 当系统频率变化时,整个系统的有功负荷也要随着改变, 这种 有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性。
2. 电力系统中各种有功负荷与频率的关系,可以归纳为以下几类,
➢ 与频率变化无关的负荷,如照明、电弧炉、电阻炉、整 流负荷等;
➢ 与频率成正比的负荷,如切削机床、球磨机、往复式水 泵、压缩机、卷扬机等;
功率在另一频率下重新平衡,这种现 象称为负荷调节效应。
K L*
dPL* df*
a1 2a2
f*
3a3 f*2
nan
f n1 *
n 1
mam电f力*m系统1
自动装置原理
负荷的有功功率-频率静态特性简化表达
KL 取决于负荷的性质,与各类负荷所占的比例有关。
在电力系统运行中,允许频率变化的范围是很小的,负荷 有功-频率静态特性用一条近似直线来表示。
但发电机配置调速器后,随 着转速的变动,不断调节进 气量,使原动机的运行点从 一条静态特性曲线向另一条 静态特性曲线过渡。
f
a’
1
a” a”’
2
3
3’
P
电力系统 自动装置原理
有调速系统的发电机功率-频率特性:
f
fN f1
Δf
m
1
PTi
m 1
PGi
PL
d( dt
m 1
WKi )
机组的动能
频率变化是系统负荷与电源之间的功率失去平衡所致。 调频与有功功率调节密不可分。
电力系统负荷不断变化,原动机输入功率变化缓慢,频率 波动在所难免。
电力系统运行的主要任务之一,就是对频率进行监视和控制。 频率偏差允许范围:一般偏差不超过± 0.2Hz,有点地区
电力系统 自动装置原理
三、发电机组的功率——频率特性
发电机频率调整是由原动机的调速系统来实现的。
发电机的功率-频率特性取决于调速系统特性。
系统负荷改变 调速系统调整进汽量 调节发电机输入功率
由于频率变化而引起的发电机输出功率的变化称为发电机组的 功率-频率特性或调节特性。
电力系统 自动装置原理
为± 0.1Hz
电力系统 自动装置原理
电力系统的频率特性
电网频率变动情况
★
P
频率波动对电网运
负荷瞬时变动情况 行的影响:
√ 偏离电力设备经
济运行点;
√ 影响用户生产率
随机分量 脉动分量 持续分量
和产品质量; √ 频率过低过高都 会危及电网安全运 行
t
电力系统
自动装置原理
二 电力系统负荷的功率—频率特性
三、发电机组的功率——频率特性
❖ (一)发电机的功率 - 频率特性
发电机转矩方程: M G A B
ω* f* PG*
功率方程:
PG C1 C22
1.0
MG*
P*
无调速器时,转速和转矩都为额定值,
1.0
M*
输出功率最大值。
电力Байду номын сангаас统 自动装置原理
三、发电机组的功率——频率特性
❖ (一)发电机的功率 - 频率特性
则 Δ PL%=(1-0.93) ×100%=7%
Δ f%=(1-47 / 50) ×100%=6%
于是
KL*=ΔPL*% / Δf*%= 7 / 6 =1.17
电力系统 自动装置原理
例5-2 某电力系统总有功负荷为3200MW(包括电网的有功 损耗),系统的频率为50HZ,若KL*=1.5,试求KL .
➢ 与频率的二次方成比例的负荷,如变压器中的涡流损耗, 但这种损耗在电网有功 损耗中所占比重较小;
➢ 与频率的三次方成比例的负荷,如通风机、静水头阻力 不大的循环水泵等;
➢ 与频率的更高次方成比例的负荷,如静水头阻力很大的
给水泵等。
电力系统 自动装置原理
3. 负荷的功率—频率特性一般表达式
2
3
n
PL