电力系统有功功率和频率调整课件
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电力系统的有功功率和频率调整ppt课件
检修备用：使系统中的发电设备能定期检修而设置的备用。系统 负荷季节性低落期间和节假日安排不下所有设备的大小检修时才 设置专门的检修备用。
国民经济备用：计及负荷的超计划增长而设置的备用。
16
5.1.3 有功功率电源和备用容量* ——各种备用容量的关系
负荷备用——热备用 事故备用——至少包括一部份热备用（可含冷备用） 检修备用（通过检查年最大负荷曲线来确定） 国民经济备用 具备了备用容量，才可能谈及备用用量在各发电设备
11
5.1.2 有功功率负荷曲线的预计
——负荷曲线的加工
实测曲线 加工后的曲线
加工原则：
实测曲线加
工前后，最
大和最小负
荷特征及曲
线下的面积
12
图5-3 负荷曲线加工
应一致。
5.1.3 有功功率电源和备用容量
有功功率电源 有功功率备用容量
备用容量、热备用与冷备用 负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用 各种备用容量的关系
3 有功备用容量的概念 各类机组的有功调节特性
5.1 电力系统中有功功率的平衡 ——基本概念
负荷变动的类型及其特点？ 频率调整的方法及其特点？ 负荷变动与频率调整的关系？ 什么是可供调度的系统电源容量、备用容量、
热备用和冷备用、负荷备用（事故备用、检修 备用、国民经济备用）？ 两类备用容量的关系？
图5-1 有功功率负荷的变动曲线
频率调整方法及其特点
频率的一次调整：用发电机组的调速器(第一种负荷 变动)。
频率的二次调整：用发电机组的调频器(第二种负荷 的变动)。 ——调频厂，对应潮流计算中的平衡节点
频率的三次调整：按最优化准则分配第三种有规律变 动的负荷，即责成各发电厂按事先给定的发电负荷曲 线发电。
国民经济备用：计及负荷的超计划增长而设置的备用。
16
5.1.3 有功功率电源和备用容量* ——各种备用容量的关系
负荷备用——热备用 事故备用——至少包括一部份热备用（可含冷备用） 检修备用（通过检查年最大负荷曲线来确定） 国民经济备用 具备了备用容量，才可能谈及备用用量在各发电设备
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5.1.2 有功功率负荷曲线的预计
——负荷曲线的加工
实测曲线 加工后的曲线
加工原则：
实测曲线加
工前后，最
大和最小负
荷特征及曲
线下的面积
12
图5-3 负荷曲线加工
应一致。
5.1.3 有功功率电源和备用容量
有功功率电源 有功功率备用容量
备用容量、热备用与冷备用 负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用 各种备用容量的关系
3 有功备用容量的概念 各类机组的有功调节特性
5.1 电力系统中有功功率的平衡 ——基本概念
负荷变动的类型及其特点？ 频率调整的方法及其特点？ 负荷变动与频率调整的关系？ 什么是可供调度的系统电源容量、备用容量、
热备用和冷备用、负荷备用（事故备用、检修 备用、国民经济备用）？ 两类备用容量的关系？
图5-1 有功功率负荷的变动曲线
频率调整方法及其特点
频率的一次调整：用发电机组的调速器(第一种负荷 变动)。
频率的二次调整：用发电机组的调频器(第二种负荷 的变动)。 ——调频厂，对应潮流计算中的平衡节点
频率的三次调整：按最优化准则分配第三种有规律变 动的负荷，即责成各发电厂按事先给定的发电负荷曲 线发电。
电力系统频率及有功功率的调节精品PPT课件
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
系统备用容量一般分负荷备用、事故备用、检修备用 和国民经济备用等。
（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
（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
有功功率和频率调整课件
04
配电线路
将电能从变电站分配 到最终用户。
电力系统的特点
电力系统的装机容量通常很大， 以满足大量用户的用电需求。
电力系统通常配备有各种自动化 控制系统，以确保稳定、安全和 经济运行。
高电压 大容量 远距离
自动化控制
通常在数千伏至数百千伏之间。
输电线路通常很长，跨越不同的 地理区域和气候条件。
电力系统的要求
调速器调整
汽轮机调整
调速器是发电机组的重要控制设备，可以 通过调整调速器的开度来控制发电机组的 出力，从而调整电力系统中的频率。
汽轮机可以通过调整进汽量来控制发电机 组的出力，从而调整电力系统中的频率。
锅炉调整
其他调整方法
锅炉可以通过调整燃料量来控制发电机组 的出力，从而调整电力系统中的频率。
除了以上三种方法外，还有水泵、压缩机 等设备可以通过调整流量来控制发电机组 的出力，从而调整电力系统中的频率。
负荷分配
根据电力系统负荷需求，自动分配发电机组的输出功率，确保满足负荷需求。
AGC的实现方式
集中控制
在电力调度中心设置控制中心，对整 个电力系统的发电机组进行集中控制 。
分散控制
在各发电机组设置控制装置，对各自 的输出功率进行分散控制。
06
电力系统稳定器(PSS)
Chapter
PSS的概念
电力系统稳定器定义
有功功率
有功功率是指实际做功的功率， 是电力系统中实际传输的功率，
也是用户实际消耗的功率。
功率平衡
有功功率平衡是指系统中所有发电 机组的有功功率之和等于系统所需 消耗的功率总和，以保证系统的正 常运行。
重要性
有功功率平衡是电力系统稳定运行 的重要条件，如果功率不平衡，会 导致系统电压波动、频率不稳定等 问题。
电力系统有功功率平衡与频率调整
第五章 电力系统有功功率平衡与频率调整主要内容提示本章主要讨论电力系统中有功功率负荷的最优分配和频率调整。
§5-1电力系统中有功功率的平衡 一、电力系统负荷变化曲线 在电力系统运行中，负荷作功需要一定的有功功率，同时，传输这些功率也要在网络中造成有功功率损耗。
因此，电源发出的有功功率必须满足下列平衡式：∑∆+∑=∑P P P Li Gi式中Gi P ∑—所有电源发出的有功功率；Li P ∑—所有负荷需要的有功功率； ∑∆P —网络中的有功功率损耗。
可见，发电机发出的功率比负荷功率大的多才行。
当系统中负荷增大时，网络损耗也将增大，发电机发出的功率也要增加。
在实际电力系统中，负荷随时在变化，所以必须靠调节电源侧，使发电机发出的功率随负荷功率的变化而变化。
负荷曲线的形状往往是无一定规律可循，但可将这种无规则的曲线看成是几种有规律的曲线的迭加。
如图5-1所示，将一种负荷曲线分解成三种曲线负荷。
第一种负荷曲线的变化，频率很快，周期很短，变化幅度很小。
这是由于想象不到的小负荷经常性变化引起的。
第二种负荷曲线的变化，频率较慢，周期较长，幅度较大。
这是由于一些冲击性、间歇性负荷的变动引起的，如大工厂中大电机、电炉、电气机车等一开一停。
第三种负荷曲线的变化，非常缓慢，幅度很大。
这是由于生产、生活、气象等引起的。
这种负荷是可以预计的。
对于第一种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“ 一次调整”。
调节方法一般是调节发电机组的调速器系统。
对于第二种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“二次调整”，调节方法是调节发电机组的调频器系统。
对于第三种负荷的变化，通常是根据预计的负荷曲线，按照一定的优化分配原则，在各发电厂间、发电机间实现功率的经济分配，称为有功功率负荷的优化分配。
二、发电厂的备用容量电力系统中的有功功率电源是发电厂中的发电机，而系统中装机容量总是大于发电容t量，即要有一定的备用容量。
系统的备用容量包括：负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用。
第五章电力系统的有功功率和频率调整ppt电力系统
负荷备用——热备用 事故备用——至少包括一部份热备用（可含冷备用） 检修备用（通过检查年最大负荷曲线来确定） 国民经济备用 具备了备用容量，才可能谈及备用用量在各发电设备
和发电厂之间的最优分配以及系统的频率调整问题。
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2 电力系统中有功功率的最优分配
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2.1.2 各类发电厂的合理组合
——考虑调节性能与能力的组合顺序
(1)各类发电厂的组合顺序——考虑调节效率/能力
反应堆的负荷没有限制，其技术最小负荷取决 于汽轮机，为其额定负荷的10%～15%
反应堆和汽轮机的投切或承担急剧变动负荷时 会耗能、费时、易于损坏设备
原子能发电厂的一次投资大，运行费用小。
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2.1.1 各类发电厂的运行特点
——水力发电厂的特点
热备用和冷备用、负荷备用（事故备用、检修 备用、国民经济备用）？ l 两类备用容量的关系？
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.1 电力系统中有功功率的平衡
l 5.1.1 有功功率负荷的变动和调整控制 （1）有功功率负荷的变动 ——变动类型及其特点 ——综合负荷的分解 （2）有功功率和频率的调整 ——调整方法及其特点 ——任务的分配
调节能力越强。所谓多年调节，指库容足够大，可存储多 年的多余水量，说明其库容调节能力强。
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2.1 各类发电厂的运行特点
——抽 上下方各有一水库。 系统负荷出现低谷时，抽水至上水库储蓄水能 系统负荷出现高峰时，放水至下水库同时发电 抽水蓄能，放水发电循环的总效率只有70%，但由于
和发电厂之间的最优分配以及系统的频率调整问题。
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2 电力系统中有功功率的最优分配
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2.1.2 各类发电厂的合理组合
——考虑调节性能与能力的组合顺序
(1)各类发电厂的组合顺序——考虑调节效率/能力
反应堆的负荷没有限制，其技术最小负荷取决 于汽轮机，为其额定负荷的10%～15%
反应堆和汽轮机的投切或承担急剧变动负荷时 会耗能、费时、易于损坏设备
原子能发电厂的一次投资大，运行费用小。
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2.1.1 各类发电厂的运行特点
——水力发电厂的特点
热备用和冷备用、负荷备用（事故备用、检修 备用、国民经济备用）？ l 两类备用容量的关系？
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.1 电力系统中有功功率的平衡
l 5.1.1 有功功率负荷的变动和调整控制 （1）有功功率负荷的变动 ——变动类型及其特点 ——综合负荷的分解 （2）有功功率和频率的调整 ——调整方法及其特点 ——任务的分配
调节能力越强。所谓多年调节，指库容足够大，可存储多 年的多余水量，说明其库容调节能力强。
第五章电力系统的有功功率和频率调 整ppt电力系统
5.2.1 各类发电厂的运行特点
——抽 上下方各有一水库。 系统负荷出现低谷时，抽水至上水库储蓄水能 系统负荷出现高峰时，放水至下水库同时发电 抽水蓄能，放水发电循环的总效率只有70%，但由于
有功功率和频率调整课件
可再生能源整合
未来电力系统将更加注重灵活性，通过快速的有功功率和频率调整，能够更好地应对突发状况，保障电力系统的安全稳定运行。
灵活性提升
THANKS
感谢观看
04
有功功率和频率调整的关系
有功功率的增加会导致频率升高
当电力系统中的有功功率供应增加时，发电机组的转速将加快，从而导致频率升高。
有功功率的减少会导致频率降低
当电力系统中的有功功率需求减少时，发电机组的转速将减慢，从而导致频率降低。
频率升高时增加有功功率输出
当系统频率升高时，发电机组会根据调速器的作用增加有功功率的输出，以使频率稳定。
保持有功功率和频率的稳定能够提供更可靠、更优质的电力服务，满足用户的需求。
随着智能化技术的发展，未来将更多地利用AI、大数据等技术进行有功功率和频率的实时监测与调整，提高调整的准确性和效率。
智能化技术
随着可再生能源在电力系统中的比重增加，如何有效整合可再生能源，维持有功功率和频率的稳定，将是一个重要的研究方向。
掌握有功功率和频率的基本概念和原理。
了解有功功率和频率调整的方法和策略。
掌握有功功率和频率调整的工程应用和实践。
02
有功功率基础
ห้องสมุดไป่ตู้
有功功率：在交流电路中，电压与电流之间的乘积被称为有功功率，单位是瓦特（W）。
有功功率是实际做功的功率，用于驱动负载并产生热量。
有功功率是衡量电器设备实际消耗的功率，是电力系统中重要的参数之一。
火电厂的有功功率和频率调整策略
核电厂的有功功率和频率调整策略
06
结论
能源效率
通过调整有功功率和频率，可以优化能源使用，降低不必要的能源消耗，提高能源效率。
电力系统稳定性
未来电力系统将更加注重灵活性，通过快速的有功功率和频率调整，能够更好地应对突发状况，保障电力系统的安全稳定运行。
灵活性提升
THANKS
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04
有功功率和频率调整的关系
有功功率的增加会导致频率升高
当电力系统中的有功功率供应增加时，发电机组的转速将加快，从而导致频率升高。
有功功率的减少会导致频率降低
当电力系统中的有功功率需求减少时，发电机组的转速将减慢，从而导致频率降低。
频率升高时增加有功功率输出
当系统频率升高时，发电机组会根据调速器的作用增加有功功率的输出，以使频率稳定。
保持有功功率和频率的稳定能够提供更可靠、更优质的电力服务，满足用户的需求。
随着智能化技术的发展，未来将更多地利用AI、大数据等技术进行有功功率和频率的实时监测与调整，提高调整的准确性和效率。
智能化技术
随着可再生能源在电力系统中的比重增加，如何有效整合可再生能源，维持有功功率和频率的稳定，将是一个重要的研究方向。
掌握有功功率和频率的基本概念和原理。
了解有功功率和频率调整的方法和策略。
掌握有功功率和频率调整的工程应用和实践。
02
有功功率基础
ห้องสมุดไป่ตู้
有功功率：在交流电路中，电压与电流之间的乘积被称为有功功率，单位是瓦特（W）。
有功功率是实际做功的功率，用于驱动负载并产生热量。
有功功率是衡量电器设备实际消耗的功率，是电力系统中重要的参数之一。
火电厂的有功功率和频率调整策略
核电厂的有功功率和频率调整策略
06
结论
能源效率
通过调整有功功率和频率，可以优化能源使用，降低不必要的能源消耗，提高能源效率。
电力系统稳定性
第十三章-电力系统的有功功率平衡和频率调整
编辑版pppt
5
P
第一种
第二种
第三种
t
编辑版pppt
6
§13-2 电力系统的频率特性
一 系统负荷的有功功率－频率静态特性
有功负荷随频率的变化特性称为负 荷的频率特性，稳态下称静态频率特性。
编辑版pppt
7
综合负荷与频率的关系：
2
3
P D a 0P D N a 1 P DfN fN a 2P D N ffN a 3P D N ffN
12
1. 调速系统的工作原理 2. (离心式机械液压调速系统)
编辑版pppt
13
编辑版pppt
14
摆转速变慢，弹簧拉紧，B点下降到B点(A
点不动)，o下降到 o E
E
动F
F
通，油动机活塞上移，进汽(水)阀门开大，
发电机转速增加，A
A o o点，
由于A
A
B
B点，
B
来的值。
这就是频率的一次调整，为有差调节， 频率不能回到原来的值。
编辑版pppt
15
为使转速仍能维持原来转速，在外 界信号的作用下，同步器动作，令D点上 移，这时由于E点不动，使得F点下降， 错油门打开，油动机动作，再次抬高活 塞，开大进汽门，可使转速回到初始值。 这就是频率的二次调整。
编辑版pppt
16
2. 发电机组的有功功率－频率静态特性
由以上分析可见，PD↑， P↑G，f↓低于 初始值，反之 ↓P，D ↓，PG f↑高于初始值。
i
i
所以 n 台机组的等值单位调节功率为
KG
i
KGi
i
KGi*
PGiN fN
KG*
电力系统的有功功率平衡和频率调整
PG ( f )
发电机两者的调节效应.考虑一台 P2 ΔPD0 ΔPD
发电机和一个负荷的情况.
ΔPG P1
P’D ( f ) PD ( f )
假定系统的负荷增加ΔPD0
负荷的实际增量：
PGPD0PD
o
f2 f1
f
< 负荷的实际增量应与发电机组的功率输出的增量相等 >
13.2 电力系统的频率特性
三.电力系统的 P–f 静态特性
13-3 电力系统的频率调整
系统调频
➢负荷变化时通常首先由主调频电厂进行 二次调频力图恢复系统频率. ➢若仍有功率缺额则由配置了调速器的机 组进行一次调频.
13.3 电力系统的频率调整
1. 频率的一次调整
发电机组的调速器,根据系统频率的偏移,改变机组的出力,使有 功功率重新达到平衡,这就是频率的一次调整.
13.3 电力系统的频率调整
5. 互联系统的频率调整
二 功负次 率荷调 增增频 量量
频率调整可能引起网络潮流的重新分布
A
B
PDAPABPGAKAf PDBPABPGBKBf
ΔPDA ΔPGA
KA
ΔPAB
ΔPDB ΔPGB
KB
f P D A P D B P G A P G B P D P G= 0, 则: △f = 0
说的频率调整
同步器平行移动发电机 的功频静特性来调节频率和 分配机组间的有功功率
P3 ΔPD0
P2
P1
o
PG ( f ) ΔPD ΔPG
P’D ( f ) PD ( f )
f2 f1
f
13.3 电力系统的频率调整
3. 发电机的分类
有可调容量的机组均参加频率的一次调整 只有一台或少数几个机组参加频率的二次调整 主调频机组：参与二次调频的机组,条件：有足够大的调频容量和 调节范围,出力调整速度应满足系统负荷变化速度的要求等. 辅助调频机组：只有在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参 与频率调整 非调频机组：按调度中心预先给定的负荷曲线运行,不参与频率的 二次调整
电力系统频率及有功功率的调节精品PPT课件
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
• 对水轮发电机组 R *=(2-4)%或KG* =25-50 ；
若系统频率稳定在f1： 1号机组的负荷增加 了ΔP1 2号机组的负荷增加 了ΔP2
两台机组增量之和等 于ΔPL
P1* R2*
P2*
R1*
2、电力系统的功率—频率特性
3、调频方法
有差调频法 调频方程式：
有差调频法指用有差调频器进行并联运行， 达到系统调频的目的的方法。有差调频器 的稳态工作特性可以用下式表示， 即
设系统的负荷增量（即计划外的负荷）为
ΔPL，则调节过程结束时，必有
f R P 0 PL Pc1 Pc2 ... Pcn
上式也可以写为
f
(1 R1
1 R2
...
1 Rn
)
f Rx
xc
其中 Rx 1 1 是1系... 统的1 等值调节系数
R1 R2
Rn
则每台调频机组所承担的计划外负荷为
K L*
K L*
PL* f*
P% f %
P / PLN f / fN
负荷的调节效 应系数
1）负荷的频率效应起到减轻系统能量不平衡的作用。 2）电力系统允许频率变化的范围很小，为此负荷功率与 频率的关系曲线可近似地视为具有不变斜率的直线。这斜 率即为调节效应系数。
3）对于不同的电力系统，调节效应系数的值也不相同。 一般为1～3。即使是同一系统的 ，也随季度及昼夜交替 导致负荷组成的改变而变化。
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按作用分：
(1)负荷备用：满足负荷波动、计划外 的负荷增量2%~5%
(2)事故备用：发电机因故退出运行而 预留的容量5%~10%
(3)检修备用：发电机计划检修 4%~5%
(4)国民经济备用：满足工农业超计划 增长3%~5%
按其存在形式分： (1)热备用
(2)冷备用
7
4.2 电力系统的频率特性
1.负荷的有功功率－频率静态特性
P1 0
f1 f0
fN f0
PGN
fN f0 fN
f0 fN fN
(%) f0 f N 100
fN
12
单位调节功率:调差系数的倒数，表示频率变化时 发电机组输出功率的变化量。
KG
1
PG f
K G
1
PG f
KG
KG
PGN fN
小结：调差系数越小，单位调节功率越大，频率偏移越小。 调差系数是可以整定的。
2
3
P D
aP 0 DN
a 1
P DN
f f
N
a
2
P DN
f f
N
a 3
P DN
f f
N
a a a a 1
0
1
2
3
以f N 和PDN为基准值 的标幺值表达式
P a a f a f 2 a f 3
D
0
1
2
3
8
负荷的有功功率－频率静态特性简化表达
当频率偏离额定值不大时，负荷有功－频率静态特性用一
条近似直线来表示。
5
4 有功功率平衡与备用容量
– 有功功率平衡： PGi PLi PLoss,
–备用容量：15%～20% • 作用：为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容
量应大于发电负荷。 ➢ 定义：备用容量 ＝ 系统可用电源容量 － 发电负荷
P(M W)
新增容
量
备用容
量
发电负荷
8760 t(h)
6
备用容量的分类
13
3 电力系统的有功功率－频率静态特性
PD ( f )
f
PD ( f )
A
C
f1
B
f2
PG PD0
PD
P1 P2
P
14
f f 2 f1 0 PG K G f PD K D f
负荷功率的实际增量：
PD0 PD PD0 K D f
它同发电机功率增量平衡：
PD0 PD PG
PD ( f )
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
4 为转速控制机构或 称同步器(调频器)
10
•调频器的工作原理
11
•发电机组的有功功率－频率静态特性
（1）静态调差系数:某台机组负荷改变时相应的频率偏移
f2 f1 f
P2 P1 P
f / fN P / PGN
f P
若2为额定运行点，1为空载
运行点： P2 PGN f2 f N
一、频率的一次调整
•n台装有调速器的机组并列运行时，系统频率变化Δf时
PGi K Gi f (i 1,2, ,n)
n
n
PG PGi KGi f KG f
i 1
i 1
KG
n
KGi
i 1
n
K Gi
i 1
PGiN fN
n台机组的等值 单位调节功率
结论：n台机组的等值单位调节功率远大于一台机组的
第四章 电力系统有功功率与频率的调整
1
4.1 有功平衡和频率调整
1.电力系统频率变化的影响 • 对用户的影响 （1）异步电机转速：纺织工业、造纸工业 （2）异步电机功率下降 （3）电子设备的准确度 • 对发电厂和电力系统的影响 （1）对发电厂厂用机械设备运行的影响 （2）对汽轮机叶片的影响 （3）对异步电机及变压器励磁的影响，增加无
功消耗。
2
4.1 有功功率和频率调整
2 频率与有功平衡的关系
• 转矩平衡与功率平衡
MT M E PT PE
• 转矩不平衡时,转子转 速变化,引起频率变化
f pn 60
• 保持频率恒定不变是十分困难的 !
3
4.1 有功功率和频率调整 4
3有功功率负荷的 变化及其调整
系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动 负荷组成：
KG
n
KGi
i 1
n
K Gi
i 1
PGiN fN
K
KG
KD
PD0 f
求出频率偏差
PGi
KGi f
1
i
f
f
i
PGiN fN
每台机组的功 率增量
PGi f
PGiN
i
小结：调差系数越小的机组
增加的有功输出相对越多。
例4－2 例4－3
19
二、频率的二次调整
•频率的二次调整：通过操作调频器，使发电机组的频率特 性平行的移动，从而使负荷变化引起的频率偏移在允许的波 动范围内。 1.主调频厂的选择 •调频厂：负有二次调频任务的电厂，分为主调频厂和辅助
f
PD ( f )
AC
f1 f2
B
PG
PD
PD0
P1 P2
P
PD0 PG PD (K G K D )f Kf
K
KG
KD
PD0 f
系统的单位调节功率：计及发电机和负荷的调节效 应时，引起频率单位变化时的负荷变化量。
15
标幺值表示
K
KG
KD
PD0 f
等式两端同除以PDN/fN
KG
PGN fN
调频厂。 •调频厂应满足的条件： 1）足够的调整容量 2）较快的调整速度 3）调整范围内的经济性较好
K D
PDN fN
PD0 f
KGHale Waihona Puke PGN PDNK D
PD0 f
PDN fN
PD0 f
K*
kr KG
K D
PD0 f
系统的单位调节功率 kr=PGN/PDN为备用系数
小结：系统中有功功率电源的出力不仅应满足在额定频 率下系统对有功功率的需求，而且应有一定的备用。 16
4.3 电力系统的频率调整
K
tg
P D
D
f
P / P P
K D
DN
D
D f / f
f
N
负荷的频率调节效应系 数或称为负荷的频率调 节效应，表示负荷随频 率的变化程度。
例4－1
9
2 发电机组的有功功率－频率静态特性
• 调速器的工作原理 1 为转速测量元件— 离心飞摆及其附件；
2 为放大元件—错油 门(或称配压阀)；
3 为执行机构—油动 机(或称接力器)；
（1）变动周期小于10s，变化幅度小:小操作、线路摇摆等
调速器
频率的一次调整
（2）变动周期在（10s，180s），变化幅度较大：大电机、电 炉启停
调频器
频率的二次调整
（3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律
根据预测负 荷，在各机 组间进行最 优负荷分配
电力系统的经济运行调度（发电计划）