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在丰水期和枯水期各类发电厂在日负荷曲线中的安排如 图5-2所示。其基本原则是：基荷由具有强迫功率、不可调功 率或高效率的热电厂、火电厂、核电厂、迳流式水电厂、泄 洪灌溉等水电厂承担；峰荷由具有调节水库的水电厂、燃气 轮机发电厂和中温中压火电厂等承担。
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
➢决定发电量的除水量外还有水位差。
➢水利枢纽兼顾发电、航运、防洪、灌溉、渔业、旅游，不 一定与电力负荷适应，所以必须与火电配合。
➢维持航运、灌溉需一定水量，这部分为强迫功率。
核电厂特点
➢核电厂反应堆的负荷基本上没有限制，其技术最小负荷主 要取决于汽轮发电机。
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
➢频率下降将会使异步电动机和变压器的励磁电流增加，使 无功消耗增加，引起系统电压下降，增加电压调整的困难。 当频率下降到一定值时，可能出现电压雪崩现象。
二、电力系统的有功功率平衡和备用容量
1. 有功功率负荷的变动及其调整
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
➢火力发电厂有功出力受锅炉、汽轮机最小技术负荷的限制， 调整范围比较小，负荷增减速度慢。 ➢机组投入和退出的运行时间长，承担急剧负荷响应时间长， 耗能量多，易损坏设备。 ➢热电厂由于采取抽汽供热，效率高，但技术最小负荷取决 于热负荷，称为强迫功率。 水电厂特点
➢不需要燃料费，水力可梯级开发，连续使用，但受自然条 件影响。 ➢水轮发电机的出力调节范围大，增减负荷速度快，操作容 易，可承担急剧变化的负荷。
➢冷备用（机组处于停机转态）：未运转的、但能随时启动 的发电设备可以发的最大功率。冷备用包括部分事故备用和 全部检修备用及国民经济备用。
3. 各类发电厂的特点及合理组合 火电厂特点 ➢需要支付燃料及运输费用，但不受自然条件影响。
➢火力发电设备的效率与蒸汽参数有关。
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河北科技图
(a)枯水期 (b)丰水期
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
4. 有功功率负荷最优分配
备用容量按用途分，有以下几种： ➢负荷备用：为满足系统中短时的负荷波动和计划外的负荷 增加而设置的备用。一般为系统最大负荷的2%~5%。 ➢事故备用：在发电设备发生偶然性事故时，为使电力用户 不受严重影响，维持系统正常供电所需的备用。一般约为最 大负荷的5％~10％。 ➢检修备用：为保证发电设备的定期检修而设置的备用。 ➢国民经济备用：考虑到国民经济超计划增长而设置的备用， 一般约为最大负荷的3%~5%。
电力系统分析
第五章 电力系统的有功功率 平衡和频率调整
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第五章 电力系统的有功功率 平衡和频率调整
5.1 电力系统中有功功率的平衡 5.2 电力系统的频率调整
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
一、频率变化对负荷和电力系统的影响
➢频率变化会引起工业用户异步电动机转速变化，将会影响产 品质量。 ➢频率波动会影响电子设备的准确性和性能。 ➢频率下降将会使汽轮机叶片的振动变大，缩短其使用寿命。 ➢频率下降到47-48Hz时，会使火电厂由异步电动机驱动的辅 机（如送风机）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，这种趋势若不能及时制止，将会引起频率崩溃。 ➢当频率降到一定数值时，会使核电厂中的反应堆冷却介质泵 自动跳开，从而使反应堆停止运行。
➢核电厂的反应堆和汽轮机退、投、增、减负荷时也要消耗 能量、花费时间，易损坏设备，因此，在运行中核电厂不宜 带急剧变动的负荷。
➢一次投资大，运行费低。
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
各类发电厂的合理组合 ➢充分利用水力资源，避免弃水。 ➢降低火力发电的单位煤耗，发挥高产机组作用。 ➢减少火电成本，多烧劣质煤、本地煤、少烧油。 ➢考虑发电成本（燃料价格、管理水平、机组效率等），充 分利用资源。
电力系统的负荷随时间变动的规律分为三种（见图5-1）：
➢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（P1）。 ➢第二种变动幅度较大，周期也较长，如电炉、压延机械、 电气机车等带有冲击性的负荷变动（P2） 。
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
➢第三种负荷变动幅度最大，周期也最长，是由于生产、生 活、气象等变化引起的负荷变动，这种负荷变动基本上可以 预计（P3） 。
因此，电力系统的有功功率和频 率调整大体上也可分为三种：
➢一次调整：指由发电机组的调速器 进行的、对第一种负荷变动引起的频 率偏移的调整。
➢二次调整：指由发电机的调频器进
行的、对第二种负荷变动引起的频率
上述四种备用容量一般占最大负荷的15％~25％。
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5.1 电力系统中有功功率的平衡
备用容量按投入时间分，有热备用和冷备用两种：
➢热备用（机组处于旋转状态）：运转中的发电设备可能发 的最大功率与发电负荷之差（旋转备用）。热备用包括部分 事故备用和全部负荷备用。
偏移的调整。
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图5-1 有功功率负荷的变动 5
5.1 电力系统中有功功率的平衡
➢三次调整：指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。
2. 有功功率平衡和备用容量 电力系统的有功功率平衡可用下式表示：
线路和变压器的 总有功功率损耗
发电机发出的 总有功功率
P G P D P S P C
系统中所有用 户的有功负荷
所有发电厂的厂 用电有功负荷
为了维持频率的稳定，电力系统装设的发电机的额定容 量必须大于当前的发电负荷容量，即必须装设备用容量。
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5.1 电力系统中有功功率的平衡