电力系统频率及有功功率的自动调节(1).

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1、电力系统负荷的功率-频率特性
PL* a0 a1 f * a2 f *2 a3 f *3 ...... an f *n a0 a1 a2 a3 ...... an 1
电力系统有功负荷的静态频率特性方程 • 当电力系统内机组的输入功率 和负荷功率之间失去平衡时,系 统负荷也参与了调节作用。 •这种特性有利于系统中的有功 功率在另一个频率下重新获得平 衡——负荷的频率调节效应
•力求电力系统负荷在安全运行 约束条件下，实现经济运行及在 发电机组之间实现经济分配。
励磁调节基本目标：发电机端电压 和无功功率分配
电力系统负荷变动情况
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调速器的基本目标：发电机频率和 有功功率分配
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1、电力系统负荷的功率-频率特性
机组转速降低，系统频率下降
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1、电力系统负荷的功率-频率特性
•电力系统运行中的主要任务之一就 是对频率进行监视和控制，保证电 力系统频率的偏移在允许范围内
•调节频率就是改变单位时间内进 入原动机的动力元素（蒸汽或水）
2、发电机组的功率-频率特性
•计算功率和频率关系时，常采用调差系数的倒数来表示
K G*
PG* 1 R* f *
KG* f* PG* 0
K G*为发电机组的功率-频率静态特性系数，或者是原动机的单
位调节功率。 •发电机组的调差系数主要决定于调速器的静态调节特性。 •与机组间的有功功率分配相关。 •调节特性的失灵区又造成机组间的有功功率分配的不确定性。
根据国内外的实测数据表明， 有功负荷与频率之间的关系 曲线接近于一条直线。
2、发电机组的功率-频率特性
发电机组的转速调整是由原动机的调速系统来实现的，发电机的 功率-频率特性取决于调速器系统的特性 •在调速器的作用 发电机组无调速器 下不断改变进气 2 量，使原动机的 P G* C1 f* C2 f* 运行点不断地从 一根静态特性向 另一根静态特性 M G* A BW* 曲线过渡。
K L*
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dPL* df*
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1、电力系统负荷的功率-频率特性
n dPL* K L* m am f *m1 df* m1
为负荷的频率调节效应系数，用 以衡量调节效应的大小。 有功功率 PL* 变化量 K tg
第八讲 电力系统频率及有功 功率的自动调节（1）
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主讲人：李岩松
liyansong811@
第一节 电力系统频率特性
系统内有m台机组，电功率输出为 PGi ，原动机的输入总功率
m 1
为
P
1
m
Ti
，在忽略内部损耗的条件下，存在关系： PTi PGi
f f f f PL a0 PLN a1 PLN f a2 PLN f a3 PLN f ........ an PLN f N N N n
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2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
n
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调差系数
机组间有功分配
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调速器的静态特性
调节特性的失灵区
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3、发电机组调差系数与有功功率分配
f* R* PG*
P R2* 1* P2* R1*
•机组间的有功功率分配与机 组的调差系数成反比
1 1
m
m
系统负荷变动使机组输出电功率增加 P ，而机械功率来不及 L m m 做出反应，这时 PTi PGi PL
1 1
为了保持功率平衡机组只能把转子的一部分动能转换为电功率， m m d m PTi PGi PL WKi dt 1 1 1
f R PG
发电机组的 调差系数
负号表示发电机输出功率 的变化和频率变化相反
f R* PG
fN PGN
f * PG*
f* R* PG* 0
发电机组的静态调节方程
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L*
f *
相对应有功功 率变化的频率 的变化量 fN K L* K L K L* 是电力系统调度部门要求掌握的一个数 PLN 据。它表明系统频率变化1%时负荷功率变化 的百分数。 North China Electric Power University page6 2018/7/27
PL KL f
电力系统中有功功率与频率之间的关系： 1、与频率变化无关的负荷：照明、电弧炉、整流负荷
2、与频率成正比的负荷：切削机床、球磨机、压缩机
3、与频率的二次方成正比的负荷：变压器中的涡流损耗 4、与频率的三次方成正比的负荷：通风机、静水头阻力不大的 循环水泵 5、与频率的高次方成正比的负荷：静水头阻力很大的循环水泵
•推广到多台发电机组并联运行的情况：
f P PGi fN i 1
n
PGiN i 1 Ri*
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n
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•此时原动机进气量达到最大值， 调速器不起作用，当频率f继续 下降时，运行点只能沿着对应于 最大进气量的静态特性曲线移动。
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2、发电机组的功率-频率特性
对应于频率下降 f ，发电机组输出功 率增加 PG ，这是一种有差调节特性