电力系统分析 孟祥萍 PPT课件第4章

电力系统分析
4.4.4 互联系统的频率调整
K A (PDB PGB ) K B (PDA PGA ) PAB K A KB
（4.12）
若B系统没有调频厂，即 PGB 0 ，其负荷变化量 PDB 将由 A系统的二次调整来承担 。
f
PAB
PA PB K A KB
它反映了系统负荷对频率的自动调整作用。
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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。
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有功负荷的频率静态特
如果联结容量改变，静态特性曲线将上下移动。
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4.3 电力系统的频率特性
PD K D tan f
D
PD PDN fN KD f f N PDN
(4.7)
负荷的频率调节效应系数 或简称为负荷的频率调节效应
有功负荷的频率静态特
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
电力系统分析
4.4 电力系统的频率调整
4.4.1 频率的一次调整
负荷的功频特性 PD ( f ) 与发电 机组功频静特性 PG ( f ) 的交点a 是系统的原始运行点，系统频 率为f1 若系统负荷增加 PD 0 ，其特 性曲线变为 PD( f ) 。 系统负荷增加时，在发电机组 功频特性和负荷本身的调节效 应共同作用下实现了新的功率 平衡。
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
电力系统分析
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。
PA PB f K A 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
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4.4 电力系统的频率调整
K A (PDB PGB ) K B (PDA PGA ) PAB K A KB
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
系统的单位调节功率
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4.4.2 频率的二次调整
4.4 电力系统的频率调整
二次调整是以手动或自动方式调 节发电机组的调频器，使发电机 组的功频特性平行移动来改变发 电机的有功功率，以保持系统的 频率不变或使频率变化在允许范 围内。
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4.4.2 频率的二次调整
a是原始运行点
系统负荷增加Δ PD0
图4.2离心飞摆式调速系统示意图 电力系统分析
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
负荷增大
发电机输出
功率增加 发电机输出 功率减小
频率略低于原来值
负荷降低
频率略高于原来值
有差调节
电力系统分析
PE﹥PT
w﹤ w 0
4.2 自动调速系统
图4.2离心飞摆式调速系统示意图 电力系统分析
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
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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
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4.3 电力系统的频率特性
4.3.1 发电机组的有功功率——
PDA PGA PDB PGB KA KB
联络线上的交换功率增量 PAB为零。
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4.4 电力系统的频率调整
PAB
K A PB K B PA K A KB
如A系统没有功率缺额，即 PA 0 ，联络线上 由A流向B的功率增大；如B系统没有功率缺额，即 PB 0 联络线上由A流向B的功率减少。
电力系统分析
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
电力系统分析
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
电力系统有功功率平衡是指运行中，所有发电厂发 出的有功功率的总和 PG ，在任何时刻都等于该系统 的总负荷 PD 。
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）
主调频厂（一般1～2个电厂）负责全系统的频率 调整（即二次调整）; 辅助调频厂是在系统频率超过某一规定的偏移范围 时才参与频率调整，一般只有几个电厂; 非调频厂（也叫基载厂）则按预先给定的负荷曲线 发电。
电力系统分析
4.4 电力系统的频率调整
（4.14）
K A PB K B PA K A KB
（4.15）
若要保持 f 0(PA PB )，这时联络线上功率变化 PAB PB PA ，即B系统的功率缺额 全部通过联络 线由A输送到B，这时联络线的功率增量最大。这也是调频 厂远离负荷中心而且要实现无差调节的情况。
P 包括所有用户的有功负荷 P 、网络的有功损耗 D L
，即 P 以及厂用电有功负荷 P C
P G
PD PL P PC
假定系统只有一台机组
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4.4 电力系统的频率调整
PD K D f
b点
PG KG f
负值
负荷功率的实际增量
PD0 PD PD0 K D f
一次调整方程式为
PD0 PD PG
PD0 PG PD (KG K D )f Kf
第一种变化负荷引起的频率 偏移由发电机组的调速器进行， 称为频率的一次调整。 第二种变化负荷引起的频率 偏移由发电机组的调频器进行， 称为频率的二次调整。 第三种负荷的变化是可预测 的，调度部门按经济调度的的原 则事先给各发电厂分配发电任务， 各发电厂按给定的任务及时地满 足系统负荷的需求，就可以维持 频率的稳定。
4.4.3 主调频厂的选择
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。
此外，调整频率时，还要考虑引起的联络线上功率的 波动和某些中枢点的电压波动是否超出允许范围。
从调整容量和调整速度出发，系统中有水 电厂时，应选择水电厂做调频厂。
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图4.1 有功负荷的变化
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
电力系统分析
离心飞摆式调速系统
转速测 量元件
4.2 自动调速系统
放大元 件
执行机 构
转速控 制机构
电力系统分析
PE﹥PT
w﹤ w 0
4.2 自动调速系统
系统的负荷功率与频率的关系：
PD a0 PDN
f f f a1 PDN f a2 PDN f a3 PDN f N N N
2
3
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4.3 电力系统的频率特性
根据统计资料，系 统负荷以第二类占多 数，因此负荷的静态 频率特性可近似表示 为一条直线。 连结容量，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。
由于调速器的调整作用而增 加的发电机组功率（图 中 df ）
4.4 电力系统的频率调整
由于负荷本身的调节效应而 减小的负荷功率（图 中 ef ）
由于进行了二次调整发电机组 增发的功率 PG 0 ；
ae ad df ef
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4.4.2 频率的二次调整
相似于式（4.9）可得
PD0 P G 0 KG f K D f ( KG K D )f K f
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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：
K GA 800MW / HZ , K DA 50 MW / HZ , PDA 100MW ; B系统： K GB 700MW / HZ , K DB 40 MW / HZ , PDB 50 MW。 求在下列情况下频率的变化量 f 和联络线功率的变化 量PAB 。 （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。
或：
PD0 PG 0 PD0 PG 0 （4.11） f KG K D K
（4.10）
如果二次调整发电机组增发 的功率能完全抵偿负荷的初 始增量，则实现了无差调节， 如图4.7中虚线所示。
图4.7频率的二次调整 电力系统分析
4.4 电力系统的频率调整
4.4.3 主调频厂的选择
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4.4.4 互联系统的频率调整 A
KA Δ PGA Δ PDA KB Δ PGB Δ PDB
PAB 对 系 统 A 相 当 于
负荷增量，对系统 B 相 当于发电功率增量。 B
Δ PAB
对A系统：
对B系统：
PDA PAB PGA K A f A
PDB PAB PGB K B f B