刘天琪电力系统分析理论第4章答案完整版

负荷变化的百分数为
工
KD*。
dPD * = 0.4 + 0.3f * * 2 + 0.1f *2 * 3 df *
= 0.4 + 0.3 * 1 * 2 + 0.1 * 12 * 3 = 1.3
业
14
PD * = 0.2 + 0.4f* + 0.3f*2 + 0.1f*3 。试求：
级
电
二次调整增量△
1
δ
业
4-9、系统条件如同题 4-7，但负荷的调节调节效应系数 KD=20MW/Hz，当发电
*
PGN 1 100 = * = 50MW / Hz fN 0.04 50
14
（3）由于两种情况下系统的单位调节功率（K）不同，因此，造成相同△PD 不同
级
ΔPD Δf Δf = −ΔPD / K G = −60 / 70 = −0.85714Hz
两台机组参加二次调频，可增带负荷为：△PG=（100-80）*2=40MW
系统的单位调节功率为：K=2KG0+KD=120MW/Hz 增加△PD=60MW 荷时 Δf = −(ΔPD − ΔPG ) / K = −(60 − 40) / 120 = −0.1667Hz
工
机平均分配负荷，且有两台发电机参数二次调频时，求频率变化值。
电
气
（2）由于三台满载，增加△PD=60MW 负荷只能由一台机组承担(KG=KG0)，系统的单
1班
增加△PD=60MW 负荷时
电
系统的单位调节功率为：K=KG+KD=220MW/Hz
分
KG =
K Gi ∑ i
4
PGiN = 4kG 0 = 200MW / Hz fN
4-10 0、 A、 B 两系 系统由联络线相连如题 题 4-10 图所 所示。 已知 A 系统 KGA= =800MW/H Hz， KDA Hz， △P DA=1 100MW/Hz z， B 系统 KGB=700MW W/Hz， KDB Hz， A=50MW/H B=40MW/H
从而实现无差调节。 4-5、互联电力系统怎么样调频才合理？为什么？
答：把互联电力系统看作是若干个分系统通过联络线联接而成的互联系统， 在调整频率时，必须注意联络线功率交换的问题。若互联电力系统发电机功率的
f=0，否则会出现频率偏移。
4-6、某电力系统的额定频率为 fN=50Hz,功率频率特性为
（1） 当系统运行频率为 50Hz 时，负荷的调节效应系数 KD*。 （2） 当系统运行频率为 48Hz 时，负荷变化的百分数及此时的调节效应系数
MW (△P GA=△P GB=50 MW)，假设负荷增加量不超出系统的装机容量
系统 A 的单位调节功率为： KA=KGA+ KDA =850MW/Hz 系统 B 的单位调节功率为： KB=KGB+ KDB =740MW/Hz
工
A、 B 两系统机组都参加一、 二次调频， A、 B 两系统机组都增发 50MW； A、B 两系统机组都参加一次调频，并 A 系统有机组参加二次调频，增
或
ΔPAB = =
4-11、仍按题 4-10 中已知条件，试计算下列情况的频率变化量△f 和联络线上的 功率增量△PAB。
成
都
(1) (2)
发 60MW； (3) A、B 两系统都参加一次调频，并 B 系统有机组参加二次调频，增发
60MW。
答： （1）A、B 两系统机组都参加一、二次调频，A、B 两系统机组都增发 50
或
ΔPAB = =
K A(ΔPDB − ΔPGB ) − K B(ΔPDA − ΔPGA ) KA + KB
850(50 − 0) − 40(100 − 0) 850 + 40 = 43.2584MW
系统的装机容量
系统 A 的单位调节功率为： KA=KGA+ KDA =50MW/Hz 系统 B 的单位调节功率为： KB=KGB+ KDB =40MW/Hz
或
成
都
ΔPAB =
（2）B 系统 统机组不参 参加一次调频 频,则 KGB=0 = ，并且假设负荷增加 假 加量不超出系统的 装机容量
系统 A 的单 单位调节功 功率为： KA =KGA+ KDA /Hz A =850MW/ 系统 B 的单 单位调节功 功率为： KB =KGB+ KDB Hz B =40MW/H
况与电力系统的频率一次和二次调整有何关系？
答：一次调整：负荷变化引起频率偏差时，系统中凡装有调速器又留有可调 容量的发电机组都自动参加频率调整。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， 从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内。
化幅度小，周期短时只需一次调频。
4-3、什么是电力系统负荷的有功功率—频率的静态特性？什么是有功负荷的频
=1
Δf = −ΔPGN / K = −60 / 220 = −0.2727Hz
位调节功率为：K=KG+KD=80MW/Hz
KG = −
频率变化。本题计入负荷的调节效应后，相同负荷变化时频率的下载减小。
答： （1）发电机的单位调节功率
都
KG0 =
成
由于 4 台机组平均承担负荷，每台机组承担的负荷为：PG=320/4=80MW< PGN
△P D /Hz。 DB=50MW/
(1) 当两系 系统机组都参 参加一次调 调频时; (2) 当 A 系统机组参 系 参加一次调频 频, 当 B 系统机组不参 参加一次调 调频时; (3) 当两系 系统机组都不 不参加一次 次调频时。
题图 4-10 图 两系统的联 两 合
系统的装机 机容量
系统 A 的单 单位调节功 功率为： KA =KGA+ KDA /Hz A =850MW/
能与全系统负荷增量△
气
相平衡，则可实现无差调节，即△
1班
电
频率特性平行的移动，从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内，
分
ΔPD % = (1 − PD * ) * 100 = 5.105
KD* =
dPD * = 1.2525 df*
4-7、某电力系统有 4 台额定功率为 100MW 的发电机，每台发电机的调整器的 调差系数δ=4%，额定频率 fN=50Hz,系统总负荷为 PD=320MW, 负荷的调节效 应系数 KD=0。在额定频率运行时，若系统增加负荷 60MW，试计算下列两种情
4-8、系统条件如同题 4-7，但负荷的调节调节效应系数 KD=20MW/Hz，试做上
都
（2）由于三台满载，增加△PD=60MW 负荷只能由一台机组承担(KG=KG0)：
工
ΔPD Δf Δf = −ΔPD / K G = −60 / 200 = −0.3Hz
KG = −
ΔPD Δf Δf = −ΔPD / K G = −60 / 50 = −1.2Hz
级
系统 B 的单 单位调节功 功率为： KB =KGB+ KDB /Hz B =740MW/
电
气
答： （1）当 当两系统机组 组都参加一次 次调频时(△P
= )，假设负 负荷增加量不 不超出 GA=△P GB=0
1班
电
分
ΔPAB = −K A Δf − ΔPDA + ΔPGA = 0.1685 * 850 − 100 + 0 = 43.225 MW
Δf = −
工
K A(ΔPDB − ΔPGB ) − K B( ΔPDA − ΔPGA G ) KA + KB
85 50(50 − 0) − 740(100 − 0) 850 + 740 = −19.8113MW W =
(ΔPDA + ΔPDB (100 + 50) − (0 + 0) D ) − (ΔPGA + ΔPGB ) = − = −0.1685Hz KA + KB 850 8 + 40
Δf = −
(ΔPDA + ΔPDB ) − (ΔPGA + ΔPGB ) (100 + 50) − (0 + 0) = − = −1.6667Hz KA + KB 50 + 40
ΔPAB = −K A Δf − ΔPDA + ΔPGA = 1.6667 * 50 − 100 + 0 = −16.6667MW
业
14
KG =
K Gi ∑ i
4
PGiN = 4kG 0 = 200MW / Hz fN
级
台机组参数相同，因此，4 台机组的等值调节功率:
电
由于 4 台机组平均承担负荷，每台机组承担的负荷为：PG=320/4=80MW< PGN,，并且每
气
KG0 =
1
*
PGN 1 100 = * = 50MW / Hz fN 0.04 50
（1）4 台机组原来平均承担负荷。 （2）原来 3 台机组满载，1 台机带 20MW 负荷。 （3）说明两种情况下频率变化不同的原因。
答： （1）发电机的单位调节功率
δ
=1
增加△PD=60MW 负荷时
KG = −
成
（3） 由于两种情况下等值 KG 不同，因此，造成相同△PD 不同频率变化。 注：本题 KD=0，计算系统的单位调节功率直接等于发电机的单位调节功率。考虑内容为 发电机 n 台机组的等值单位调节功率计算，以及不同负荷分配方式下对等值单位调节功率 计算影响。
业
ΔPAB = −K A Δf − ΔPDA + ΔPGA = 0.09434 4 * 850 − 100 + 0 = −19.811 MW M
14
Δf = −
(ΔPDA + ΔPDB (100 + 50) − (0 + 0) D ) − (ΔPGA + ΔPGB ) = − = −0.09434Hz KA + KB 85 50 + 740
率是什么？
变化，系统负荷也参与对频率的调节（当频率下降时，负荷功率将减小，反之负 荷功率将增加） ， 这种特性有助于系统中有功功率在新的频率值下重新获得平衡，
成
这种现象称为负荷的频率调节效应，其值（KD）的大小与系统中各类负荷所点比 重有关。 发电机输出的有功功率与系统频率的关系 （有功负荷 ， f 反之，有功负荷 ，f ,发电机有功 ,发电机有功 ；
都
工
统负荷的有功功率—频率的静态特性。 当系统中有功功率失去平衡时而引起频率
业
答： 当电力系统稳态运行时， 系统中有功功率随频率变化的特性即为电力系
14
率调节效应？何为发电机组的有功功率—频率静态特性？发电机的单位调节功
特性。发电机单位调节功率 KG 表示当频率下降或上升 1HZ 时发电机增发或减发的 功率值，其值跟调差系数有关系，并可整定。
答：（1）当系统运行在 50Hz 时
成
都
KD* =
（2）当系统运行在 48Hz 时， f* = 48 / 50 = 0.96
PD * = 0.2 + 0.4f* + 0.3f*2 + 0.1f*3
= 0.2 + 0.4 * 0.96 + 0.3 * 0.96 2 + 0.1 * *0.96 3 = 0.94895
级
电
关系：负荷变化幅度较大，周期较长的，一次调整和二次调整同时参与，负荷变
；）称为发电机组的有功功率—频率静态
气
1班和二次调整？电力系统有功功率负荷变化的情
分
4-4、什么是电力系统的单位调节功率？试说明电力系统频率的一次调频和二次 调频的基本原理。 答：电力系统的单位调节功率即电力系统的功率-频率静态特性系数，它表 示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频率单位变化的负荷变化量。 当负荷变化引起频率偏差时， 系统中的某些发电机组装有调速器又留有可调 容量就可以参加频率调整，自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡， 这是一次调频的原理。电力系统的一次调频只能做到有差调节。 电力系统的二次调整主要由调频电厂承担，通过操作调频器，使发电机组的
4-1、电力系统频率偏高偏低有哪些危害？ 答：a.频率变化对用户的影响：影响用户生产的产品的质量，使电动机的功 率降低，影响电子设备的准确度。b.频率变化对发电厂和电力系统本身的影响： 频率降低将使它们的出力降低，若频率降低过多，有可能使电动机停止运转，这 会引起严重后果。电力系统在低频率运行时，容易引起汽轮机低压叶片的共振， 缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会是叶片断裂造成重大事故。电力系统的频率降 低时，异步电动机和变压器的励磁电流将大为增加，引起系列的无功功率损耗增 加，在系统中备用无功电源不足的情况下，将导致电压的降低。
1班
电
分
况下系统频率的变化值。
题现样计算，并比较计算结果。
答： （1）发电机的单位调节功率
KG0 =
1
δ
*
PGN 1 100 = * = 50MW / Hz fN 0.04 50
由于 4 台机组平均承担负荷，每台机组承担的负荷为：PG=320/4=80MW< PGN,，并且每
台机组参数相同，因此，4 台机组的等值调节功率: