电力系统分析课程讲稿讲义18-20

河北水利电力学院

课程讲义2019～2020学年第一学期

课程名称：电力系统分析任课教师：******

授课班级：电气*******班部门单位：电气工程学院

2019年8月20日

河北水利电力学院

讲义

注：对选择项在括号内打√号

目录

第18次课电力系统的频率调整 (1)

频率的一次调整 (1)

频率的二次调整 (1)

互联系统频率的调整 (3)

主调频厂的选择 (4)

自动发电控制（AGC） (4)

频率调整和电压调整的关系 (5)

例题 (6)

第19次课电力网中的能量损耗 (8)

概述 (8)

最大负荷损耗时间法 (9)

年负荷损耗率法 (10)

等值功率法 (10)

降低网损的措施 (10)

例题 (13)

第20次课有功功率负荷的经济分配 (14)

基本概念 (14)

双机运行时的有功分配 (14)

多个火电厂的有功功率经济分配 (15)

计及网损的有功负荷经济分配 (16)

有功功率的最优分配 (16)

20.5.1各类发电厂的运行特点和合理组合 (17)

20.5.2最优分配负荷时的目标函数和约束条件 (17)

第18次课电力系统的频率调整

频率的一次调整

n台机组并联运行时，可根据各机组的调差系数和单位调节功率算出总的等值调差系数δ(δ*)或单位调节功率K G(K G*)。当频率变化△f 时，第i台机组输出功率增量，n台机组的功率总增量和等值单位调节功率分别为：

若把n台机组用一台等值机来代表，则

其倒数为等值调差系数

必须注意：在计算K G或δ时，如第j 台机组已满载运行，当负荷增加时应取K Gj＝0或δj＝∞，P GN为全系统n台机的额定功率之和。

各台机组所承担的功率增量则为

因此，KG越大的机组增加有功出力（相对于本身的额定值）就越多。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。这是由于为保证调速系统的稳定性，K G不能过大（即δ不能过小）。所以对于较大的负荷变化，频率的一次调整不能保证频率的偏差在允许范围内。

频率的二次调整

当机组负荷变动引起频率变化时，利用同步器平行移动机组功频静特性来调节系统频率和分配机组间的有功功率，就是频率的二次调整。设功率静特性的初

始运行曲线为曲线2。可采用人工调频（手动控制同步器）和自动调频（自动调频装置控制）。

调节过程：负荷增加→转速下降→D点上移→右移为特性曲线1；负荷降低→转速升高→D点下移→左移为特性曲线3。

A点为初始运行点，当负荷增加△P D0时，系统一次调频，运行点变为B，频率为f2；若进行二次调频，发电机组功率静特性变为P'G(f)运行点变为B'点，频率为f'2。若发电机组功率静特性变为P"G(f）,频率就回到f1。

初始增量

注意：虽然二次调频不能改变系统的单位调节功率K ，但增加了发电机的出力，致使频率偏移变小了。二次调频可实现无差调节，即当负荷增量△P完

全由二次调频发电机增发功率△P G 承担，也就是△P D0 ＝△P G 。在电力系统中，频率的二次调整一般只由一台或几台机组承担（称调频机组或调频厂），实际中，调整时也是一台先调，依次2台……，不是n 台同时调。频率的一次调整是配备了调速器的机组同时进行调整。

互联系统频率的调整

互联系统频率的调整

对系统A ，△P AB 相当于一个负荷：；对系统B ，

△P AB 相当于一个电源：B B GB AB LB f K P P P ∆-=∆-∆-∆。互联系统的频率应相同，

f f f B A ∆=∆=∆，也即

B

A G L

B A B A B A GB LB GA LA K K P P K K P P K K P P P P f +∆-∆-=+∆+∆-=+∆-∆+∆-∆-=∆ B

A A

B B A B A GA LA B GB LB A AB K K P K P K K K P P K P P K P +∆-∆=+∆-∆-∆-∆=∆ 若互联系统二次调频机组增发的功率△P G 等于全系统负荷增量△P L 时，可实现无差调节，即△f =0。

讨论：当A 、B 两系统都进行二次调频，且两部分的功率缺额与其单位调节功率成比例，即满足f K P P K P P B

GB LB A GA LA ∆=∆-∆=∆-∆，则联络线上的交换功率△P ab =0；若无功率缺额时，△f =0。若A 系统没有功率缺额，联络线上由A 流向B 的功率要增大；若B 系统没有功率缺额 ，联络线上由A 流向B 的功率要减少。当有一个系统不进行二次调频，例如△P GB =0，则B 系统的负荷变化量将由A 系统的二次调频来承担，此时联络线的交换功率为

A A GA A

B LA f K P P P ∆-=∆-∆+∆

()B

A GA L

B LA B LB B A GA LA B LB A AB K K P P P K P K K P P K P K P +∆-∆+∆-∆=+∆-∆-∆=∆ 若整个系统的功率能够平衡，即GA LB LA P P P ∆=∆+∆时，则LB AB P P ∆=∆，此时联络线上的交换功率最大。

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：一般是1~2个电厂，负责全系统的频率调整（即二次调整）辅助调频厂：只在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参与调整，一般也只有少数几个；非调频厂：在系统正常运行情况下则按预先给定的负荷曲线发电。

主调频厂的选择应考虑：

1) 要有足够的调整容量及调整范围。

2) 具有与负荷变化速度相适应的调整速度。

3) 符合安全及经济原则。

a) 安全性：各点电压是否超出范围，联络线是否过负荷。

b) 经济性：是指全系统的经济性。

4) 水轮机组：有较宽的出力调整范围，可达额定容量的50%以上，出力增

长速度较快，操作方便、安全。

5) 火力机组：受允许最小技术负荷的限制，出力调整范围不大，出力增减

速度受汽轮机各部分热膨胀限制，不能过快。

因此，在枯水季节，采用水电调频，其速度快，调整范围大，效率较低的火电机组辅助调频 ；在丰水季节，为充分利用水电，采用效率不高的火电厂调频，受技术最小出力限制，增减速度限制。

自动发电控制（AGC ）

自动发电控制（Automatic Generation Control ，AGC ）是能量管理系统( EMS) 的重要组成部分。主要由3个控制环：计划控制环，区域调节控制环和机组控制环。其总体控制结构图如下图所示。