第五章电力系统的频率调整ppt课件

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）
▪ 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；
2. 第二种变动幅度较大，周期也较长，属于这种负 荷的主要有：电炉、压延机械、电气机车等带有 冲击性的负荷变动；
3. 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大， 周期也最长，是由于生产、生活、气象等变化引 起的负荷变动。
刚才讲到，当负荷变动时（即有功功率变化时），若发电机 总功率不加以调节，则频率会发生偏移。
因此，根据负荷变化，电力系统的有功功率和频率 调整大体上也可分为： • 一次调频：由发电机调速器进行；针对第一种负荷 变动引起的频率偏移的调整。 • 二次调频：由发电机调频器进行；针对第二种符合 变动引起的频率偏移的调整。 • 三次调频：优化准则，即由调度部门根据负荷曲线 进行最优分配，责成各发电厂按事先给定的负荷发 电。除平衡节点（调频）外均属此类。（有功功率 日负荷曲线），针对第三种负荷变动，人工完成。 • 前两种是事后的，第三种是事前的。
衡量运行经济性的主要指标为：比耗量 (煤耗率)和线损率（网损率）
有功功率的最优分布包括：有功功率负荷 预计、有功功率电源的最优组合、有功功率 负荷在运行机组间的最优分配等。
第一节 电Байду номын сангаас系统中有功功率的平衡
一、电力系统的有功功率平衡
发电机组的有功平衡
发电机组的有功平衡：发电机的电磁功率 PGi与原动机的机械功率PTi之间的平衡。
第五章电力系统的频率调整
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。
要求(识记)： 频率：50Hz，允许有±0.2~±0.5Hz的偏移 电压：设备应运行在额定电压的±5%z之间 波形：考核系统的谐波电压含有率
检修备用—针对发电设备检修退出运行设置（视 情况）。
国民经济备用—针对国民经济的超计划增长设置
（3%~5%）
发电负荷 （热备用） 负荷备用 （热备用） 事故备用 （热备用） 检修备用 （冷备用） 国名经济备用（冷备用）
各种类型的备用仍只以两种形式存在。
发电机组的 PTi PGi f＝f0
d PGi
PTi
有功平衡与 频率的关系
PTi PGi f PTi PGi f
( 2f )
q
发电机组 原动机＋发电机
原动机惯性大，有功调节慢，无法时刻保持与瞬变负荷及发电机功率的 平衡，而只能保证动态平衡，相应频率也只能保持动态稳定。
如刚才讲到，因为电能是不能储存的，所以上述有功功率平 衡方程在任何时刻t都是成立的（即保持平衡），但系统中负 荷时无时无刻不在变化的，所以上述平衡方程很容易被打破， 导致上述有功功率不平衡，这种不平衡只是短暂的，我们可 以根据负荷的变化情况来调节发电机发出的总功率，用来调 节整个系统的平衡，使得上述方程重新回到平衡状态。若不
备用容量：可供调度的系统电源容量大于发电负荷的部分。
作用： 在系统出现第一类、第二类负荷的波动、负荷的超计划增
长、事故导致的发电机退出运行和设备检修导致的设备退出运 行情况下，保证电力系统在要求频率水平下的功率平衡，以保 证供电可靠性和电能质量。
P(M W)
新增容
量
备用容
量
发电负荷
8760 t(h)
1、负荷增加，使电磁转矩增加，若原动机的拖动转矩不变，则转速n 下降，导致频率降低。
2、负荷减少，使电磁转矩减小，若原动机的拖动转矩不变，则转速n 上升，导致频率升高。
通过上面的分析得出：有功功率的变化(负荷的变化) 与频率的变化是直接相关的，因此可以通过调节频 率来调节有功功率的平衡。
二、有功功率负荷的变动和调整控制
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
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。
备用容量按照形式分为：热备用，冷备用。
• 热备用 – 处于运行状态的备用，亦称旋转备用。 – 如，负荷备用和部分事故备用。 只要电网需要时（出力不够或者出现故障时），随时 可动用的备用出力，这部分备用容量已经满足运行 的条件，处在运行当中，只要电网需要，立即启动， 所以系统不会出现停电故障
• 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。
加以调节，则有功功率的不平衡将对频率造成影响。
系统有功功率不平衡对频率的影响：
由电机学知识：n=60f/p
频率与发电机转速有关
转速又决定于发电机的电磁转矩（随负荷
变化）和原动机的拖动转矩（由原动机的
功率决定）。原动机拖动功率-电磁功率=
发电机的总功率。
请问发电机的电磁
具体情况：
转矩与转速的方向 是相同还是相反？
检修中的发电设备不属冷备用。
热备用越多，越有利于保证电能质量和供电可靠性，但经济性不好。
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%）。
事故备用—针对事故导致发电设备退出设置 （5%~10%， 且不小于系统最大一台机组的额定容量）。
另外，还有一种调整叫做负荷控制，是指个别负荷大量 或长时间超计划用电以致影响系统运行质量时，由系统 运行管理部门在远方将其部分或者全部切除的控制方式。
三、系统有功功率（电源容量）和备用容量
系统中可供调度的系统电源容量可能小于总装机容量 ✓ 定期停机检修 ✓ 水电厂的发电机因水头极度降低不能按额定容量发电 各发电厂预计可投入运行的发电机组的可发功率之和