第2章、電力系統(tǒng)的頻率控制

1、第第2章、電力系統(tǒng)頻率控制章、電力系統(tǒng)頻率控制 本章主要介紹電力系統(tǒng)頻率特性，頻率調(diào)整、頻率異?？刂?。 2.1 2.1 概述概述2.2 2.2 頻率控制的必要性與方法頻率控制的必要性與方法2.3 2.3 電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性 2.4 2.4 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 2.5 2.5 頻率異?？刂祁l率異常控制 2.1 概述 基本常識基本常識 1、電力系統(tǒng)頻率反映系統(tǒng)中有功功率的供需平衡情況，是電力系統(tǒng)運行的、電力系統(tǒng)頻率反映系統(tǒng)中有功功率的供需平衡情況，是電力系統(tǒng)運行的 重要指標，也是影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要因素。重要指標，也是影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要因素。2、電

2、力系統(tǒng)有功功率突然不平衡時，頻率將發(fā)生變化，功率不足，頻率將、電力系統(tǒng)有功功率突然不平衡時，頻率將發(fā)生變化，功率不足，頻率將下降；功率過剩，頻率將上升。下降；功率過剩，頻率將上升。3、頻率變化的幅值和速度，不僅與功率不平衡的程度有關(guān)，而且與系統(tǒng)的、頻率變化的幅值和速度，不僅與功率不平衡的程度有關(guān)，而且與系統(tǒng)的特性有關(guān)。特性有關(guān)。4、頻率允許偏移的程度與電力系統(tǒng)和用戶的生產(chǎn)過程和設(shè)備的特性等許多、頻率允許偏移的程度與電力系統(tǒng)和用戶的生產(chǎn)過程和設(shè)備的特性等許多因素有關(guān)。因素有關(guān)。5、頻率的整個動態(tài)過程時間跨度很長，可能達若干分鐘，緊急狀態(tài)的頻率、頻率的整個動態(tài)過程時間跨度很長，可能達若干分鐘，緊急

3、狀態(tài)的頻率控制時間跨度若干秒。控制時間跨度若干秒。6、最常見的頻率異常是頻率下降，電力系統(tǒng)中曾發(fā)生過很多由于頻率異常、最常見的頻率異常是頻率下降，電力系統(tǒng)中曾發(fā)生過很多由于頻率異常下降而擴大事故甚至全系統(tǒng)崩潰的事故。下降而擴大事故甚至全系統(tǒng)崩潰的事故。7、我國明確規(guī)定按頻率降低自動減負荷是防止系統(tǒng)崩潰的最后一道防線。、我國明確規(guī)定按頻率降低自動減負荷是防止系統(tǒng)崩潰的最后一道防線。8、電力系統(tǒng)頻率嚴格按額定值運行，正常一般、電力系統(tǒng)頻率嚴格按額定值運行，正常一般0.10.2HZ，在緊急狀態(tài)下，在緊急狀態(tài)下，也要求盡快恢復(fù)到也要求盡快恢復(fù)到49.5HZ（對中國（對中國50HZ而言）而言）2.2頻率

4、控制的必要性和方法一、頻率控制的必要性一、頻率控制的必要性 保證電能質(zhì)量是電力系統(tǒng)運行與控制的主要目標之一，也是電網(wǎng)保證電能質(zhì)量是電力系統(tǒng)運行與控制的主要目標之一，也是電網(wǎng)調(diào)度自動化的重要內(nèi)容。頻率是電能質(zhì)量最重要的指標，電力系統(tǒng)頻調(diào)度自動化的重要內(nèi)容。頻率是電能質(zhì)量最重要的指標，電力系統(tǒng)頻率變化對用戶、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身都會產(chǎn)生不利影響。率變化對用戶、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身都會產(chǎn)生不利影響。1、對用戶的影響、對用戶的影響 用戶使用的電動機的轉(zhuǎn)速與頻率有關(guān)，頻率的變化將引起電動機轉(zhuǎn)速的變用戶使用的電動機的轉(zhuǎn)速與頻率有關(guān)，頻率的變化將引起電動機轉(zhuǎn)速的變化，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。化，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)

5、量。 如紡織業(yè)、造紙業(yè)因頻率變化而出現(xiàn)殘次品。（如紡織業(yè)、造紙業(yè)因頻率變化而出現(xiàn)殘次品。（0.5HZ） 近代工業(yè)，國防廣泛使用的電子設(shè)備，如雷達、電子計算機會因頻率過低近代工業(yè)，國防廣泛使用的電子設(shè)備，如雷達、電子計算機會因頻率過低而無法運行。（而無法運行。（0.53.0HZ） 同步驅(qū)動電唱機。（同步驅(qū)動電唱機。（0.1HZ） 2 2、發(fā)電廠和系統(tǒng)本身、發(fā)電廠和系統(tǒng)本身 火力發(fā)電廠：火力發(fā)電廠： 廠用機械廠用機械泵和風(fēng)機。頻率下降，風(fēng)量和水量將迅速減少，影響鍋爐的正常泵和風(fēng)機。頻率下降，風(fēng)量和水量將迅速減少，影響鍋爐的正常運行。運行。 汽輪機葉片汽輪機葉片頻率下降某些值時，葉片發(fā)生機械諧振，諧

6、振應(yīng)力比正常運行頻率下降某些值時，葉片發(fā)生機械諧振，諧振應(yīng)力比正常運行時大很多倍，產(chǎn)生疲勞積累，可使葉片產(chǎn)生裂縫，嚴重時可能發(fā)生斷裂。時大很多倍，產(chǎn)生疲勞積累，可使葉片產(chǎn)生裂縫，嚴重時可能發(fā)生斷裂。 發(fā)電機發(fā)電機頻率下降，發(fā)電機的通風(fēng)量將減少，而為了維持正常電壓，又要求頻率下降，發(fā)電機的通風(fēng)量將減少，而為了維持正常電壓，又要求增加勵磁電流，使定、轉(zhuǎn)子溫度升高，停運。增加勵磁電流，使定、轉(zhuǎn)子溫度升高，停運。 系統(tǒng)本身：系統(tǒng)本身： 變壓器變壓器頻率下降，磁通密度增大，變壓器鐵芯損耗和勵磁電流將增大，頻率下降，磁通密度增大，變壓器鐵芯損耗和勵磁電流將增大，為限制溫升，不得不降低變壓器的負荷。為限制溫

7、升，不得不降低變壓器的負荷。 無功功率無功功率頻率下降時，無功負荷將增大，從而使系統(tǒng)電壓水平下降。頻率下降時，無功負荷將增大，從而使系統(tǒng)電壓水平下降。P/PN Q/QNf/fNPQ圖2.1負荷靜態(tài)頻率特性二、頻率控制的方法二、頻率控制的方法（手段：原動機自動調(diào)速系統(tǒng)：調(diào)速器、調(diào)頻器手段：原動機自動調(diào)速系統(tǒng)：調(diào)速器、調(diào)頻器） 在穩(wěn)態(tài)情況下，電力系統(tǒng)的頻率是一個全系統(tǒng)一致的參數(shù)。對系統(tǒng)中每一在穩(wěn)態(tài)情況下，電力系統(tǒng)的頻率是一個全系統(tǒng)一致的參數(shù)。對系統(tǒng)中每一臺發(fā)電機而言，其頻率與轉(zhuǎn)速有如下關(guān)系：臺發(fā)電機而言，其頻率與轉(zhuǎn)速有如下關(guān)系： 60Pnf其中其中P表示發(fā)電機極對數(shù)，表示發(fā)電機極對數(shù)，n表示發(fā)電機

8、組的轉(zhuǎn)速度表示發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速度 要求系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，就必須系統(tǒng)中所有發(fā)電機的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，而發(fā)電機的要求系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，就必須系統(tǒng)中所有發(fā)電機的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，而發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機輸出的電功率（分擔(dān)的電力負荷）和輸入的原動機功率（汽輪機的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機輸出的電功率（分擔(dān)的電力負荷）和輸入的原動機功率（汽輪機的進汽量或水輪機的進水量）有關(guān)。進汽量或水輪機的進水量）有關(guān)。 其中，其中，PT表示發(fā)電機輸入功率或原動機的機械功率；表示發(fā)電機輸入功率或原動機的機械功率；PE發(fā)電機的輸出功率發(fā)電機的輸出功率（電磁功率）；（電磁功率）；TJ表示轉(zhuǎn)動慣量的時間常數(shù)；表示轉(zhuǎn)動慣量的時間常數(shù)；表示轉(zhuǎn)子的角速度。表示轉(zhuǎn)子

9、的角速度。dtdTPPJET 要保持頻率穩(wěn)定，即要保持發(fā)電機的輸入功率和輸出功率平衡，由于要保持頻率穩(wěn)定，即要保持發(fā)電機的輸入功率和輸出功率平衡，由于電力系統(tǒng)負荷是時刻變化的，所以必須不斷調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸入功率（汽輪電力系統(tǒng)負荷是時刻變化的，所以必須不斷調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸入功率（汽輪機的進汽量機的進汽量汽門開度或水輪機的進水量汽門開度或水輪機的進水量導(dǎo)水葉開度），使發(fā)電機的原導(dǎo)水葉開度），使發(fā)電機的原動力隨負荷不斷變化。這是一個動態(tài)平衡的過程。所以頻率控制問題實際動力隨負荷不斷變化。這是一個動態(tài)平衡的過程。所以頻率控制問題實際上是一個系統(tǒng)中所有發(fā)電廠有功出力控制和調(diào)節(jié)的問題。上是一個系統(tǒng)中所有發(fā)電廠

10、有功出力控制和調(diào)節(jié)的問題。 頻率控制可采用以下兩種措施：頻率控制可采用以下兩種措施： 1、正常運行時，采用自動頻率控制（、正常運行時，采用自動頻率控制（AFC）或自動發(fā)電控制）或自動發(fā)電控制AGC），），其主要是在負荷緩慢變化時，調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出功率，以保持頻率恒定，其主要是在負荷緩慢變化時，調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出功率，以保持頻率恒定，保持系統(tǒng)中聯(lián)絡(luò)線上的功率小于規(guī)定值，同時調(diào)節(jié)發(fā)電機功率時，還要考保持系統(tǒng)中聯(lián)絡(luò)線上的功率小于規(guī)定值，同時調(diào)節(jié)發(fā)電機功率時，還要考慮按最優(yōu)經(jīng)濟原則分配機組出力。慮按最優(yōu)經(jīng)濟原則分配機組出力。 2、緊急狀態(tài)下頻率控制，在系統(tǒng)中有功功率出現(xiàn)大擾動，頻率出現(xiàn)、緊急狀態(tài)下頻率控

11、制，在系統(tǒng)中有功功率出現(xiàn)大擾動，頻率出現(xiàn)大偏差時，盡快恢復(fù)頻率至正常值，以保證電力系統(tǒng)的安全。大偏差時，盡快恢復(fù)頻率至正常值，以保證電力系統(tǒng)的安全。2.3電力系統(tǒng)頻率特性一、電力負荷的頻率特性（靜態(tài)）一、電力負荷的頻率特性（靜態(tài)）1、電力系統(tǒng)的負荷、電力系統(tǒng)的負荷 根據(jù)電力系統(tǒng)有功功率與頻率的關(guān)系可以分為：根據(jù)電力系統(tǒng)有功功率與頻率的關(guān)系可以分為： 一類：照明、電弧爐、整流器負荷等，吸收的有功功率不受頻率變一類：照明、電弧爐、整流器負荷等，吸收的有功功率不受頻率變化的影響?；挠绊?。 二類：球蘑機、壓縮機、卷揚機、往復(fù)式水泵、機床等，吸收有功二類：球蘑機、壓縮機、卷揚機、往復(fù)式水泵、機床等，吸

12、收有功功率近似與頻率成正比。功率近似與頻率成正比。 三類：變壓器（渦流損耗），吸收有功功率與頻率的二次方成正三類：變壓器（渦流損耗），吸收有功功率與頻率的二次方成正比。比。 四類：各種風(fēng)機（三次方）、高壓水泵（三次方、高次方）等，四類：各種風(fēng)機（三次方）、高壓水泵（三次方、高次方）等，吸收有功功率與頻率高次方成比例。吸收有功功率與頻率高次方成比例。 系統(tǒng)中實際的負荷是上述各類負荷的組合，即綜合負荷。系統(tǒng)中實際的負荷是上述各類負荷的組合，即綜合負荷。 2、電力負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)、電力負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng) 綜合負荷吸收的有功功率與頻率的關(guān)系是一條非線性曲線如圖綜合負荷吸收的有功功率與頻率的關(guān)系是一條

13、非線性曲線如圖2.1所示所示 1）在額定頻率時）在額定頻率時fN，系統(tǒng)負荷吸收的有功功率為，系統(tǒng)負荷吸收的有功功率為PN。 2）當系統(tǒng)的負荷突然增加時，發(fā)電機組的出力調(diào)節(jié)由于機械慣性的影響不）當系統(tǒng)的負荷突然增加時，發(fā)電機組的出力調(diào)節(jié)由于機械慣性的影響不能及時跟上，頻率便會有所下降，這時負荷吸收的有功功率自動減少。這有能及時跟上，頻率便會有所下降，這時負荷吸收的有功功率自動減少。這有利于系統(tǒng)的頻率的自動恢復(fù)。（負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的概念）利于系統(tǒng)的頻率的自動恢復(fù)。（負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的概念）PfP圖圖2.2 2.2 綜合負荷靜態(tài)頻率特性綜合負荷靜態(tài)頻率特性P1P2f1f212PffNPN 3）當頻率有微小的

14、變化，綜合負荷的靜態(tài)頻率特性接近于直線。該）當頻率有微小的變化，綜合負荷的靜態(tài)頻率特性接近于直線。該直線的斜率：（直線的斜率：（即負荷的單位調(diào)節(jié)功率，表示綜合負荷所吸收的有功功即負荷的單位調(diào)節(jié)功率，表示綜合負荷所吸收的有功功率率隨頻率下降而減少的數(shù)值隨頻率下降而減少的數(shù)值 。）。）fPKLL可以采用標幺制：可以采用標幺制： */fPffPPKLNNL KL*在數(shù)值上等于額定條件下負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，一般在在數(shù)值上等于額定條件下負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，一般在13之間，此之間，此值由實際測量得到，取決于系統(tǒng)的負荷組成，是不能整定的。值由實際測量得到，取決于系統(tǒng)的負荷組成，是不能整定的。3、應(yīng)用、應(yīng)用

15、調(diào)度部門掌握此數(shù)據(jù)是作為考慮系統(tǒng)頻率降低而需要減少調(diào)度部門掌握此數(shù)據(jù)是作為考慮系統(tǒng)頻率降低而需要減少的負荷，周圍發(fā)生低頻事故時切除負荷的依據(jù)。的負荷，周圍發(fā)生低頻事故時切除負荷的依據(jù)。 例：某電力系統(tǒng)總負荷為例：某電力系統(tǒng)總負荷為4000MW，KL*=1.7，正常運行，正常運行時系統(tǒng)的頻率為時系統(tǒng)的頻率為50Hz，所有發(fā)電機均滿載運行，如果電力系，所有發(fā)電機均滿載運行，如果電力系統(tǒng)在發(fā)生事故后失去統(tǒng)在發(fā)生事故后失去350MW的電源功率，求電力系統(tǒng)頻率將的電源功率，求電力系統(tǒng)頻率將下降多少？下降多少？解：解：09. 04000350*NLPPP053. 07 . 109. 0*LLKPfHzff

16、fN65.250053.0*所以系統(tǒng)的頻率下降為所以系統(tǒng)的頻率下降為HzfffN35.4765. 250二、發(fā)電機組的頻率特性（靜態(tài)）二、發(fā)電機組的頻率特性（靜態(tài)）1 1、發(fā)電機組的頻率特性、發(fā)電機組的頻率特性 系統(tǒng)的頻率變化時，發(fā)電機組的出力將做相應(yīng)的調(diào)整和改系統(tǒng)的頻率變化時，發(fā)電機組的出力將做相應(yīng)的調(diào)整和改變，稱為發(fā)電機組的頻率特性或發(fā)電機組的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。變，稱為發(fā)電機組的頻率特性或發(fā)電機組的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。 首先，原動機未配置自動調(diào)速系統(tǒng)時，其機械功率與頻率首先，原動機未配置自動調(diào)速系統(tǒng)時，其機械功率與頻率的關(guān)系為：的關(guān)系為：221fCfCPG 當原動機配置自動調(diào)速系統(tǒng)，如下圖當原動機配

17、置自動調(diào)速系統(tǒng)，如下圖2.3所示，它的調(diào)所示，它的調(diào)速器隨機組轉(zhuǎn)速的變化不斷改變進汽量或進水量，使原動機速器隨機組轉(zhuǎn)速的變化不斷改變進汽量或進水量，使原動機的運行點不斷從一根頻率特性曲線向另一根頻率特性曲線過的運行點不斷從一根頻率特性曲線向另一根頻率特性曲線過渡渡a-b-c.，實線，實線1-2-3是有調(diào)速器調(diào)節(jié)。是有調(diào)速器調(diào)節(jié)。 PGabc1234圖圖2.3 2.3 原動機的靜態(tài)頻率特性原動機的靜態(tài)頻率特性fPGfPGNfN圖圖2.4 2.4 原動機的靜態(tài)頻率特性原動機的靜態(tài)頻率特性發(fā)電機有功頻率特性曲線如下圖發(fā)電機有功頻率特性曲線如下圖2.4所示。所示。1）發(fā)電機的靜態(tài)頻率特性曲線是）發(fā)電機

18、的靜態(tài)頻率特性曲線是有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)。2）發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率：）發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率：fPKGG 也是發(fā)電機的特性曲線的斜率，也是發(fā)電機的特性曲線的斜率，負號表示發(fā)電機輸出功負號表示發(fā)電機輸出功率的變化與頻率變化相反。率的變化與頻率變化相反。表示系統(tǒng)頻率下降時，在調(diào)速表示系統(tǒng)頻率下降時，在調(diào)速器的自動調(diào)節(jié)下發(fā)電機增發(fā)或減少多少有功功率。器的自動調(diào)節(jié)下發(fā)電機增發(fā)或減少多少有功功率。3）發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率通常用調(diào)差系數(shù)表示）發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率通常用調(diào)差系數(shù)表示 GGPfK1若用標么值表示：若用標么值表示： GNNGNGNGGPfKffPPK/*/PfPPffNN0*Pf 此方程為發(fā)電機的靜態(tài)

19、調(diào)節(jié)方程。此方程為發(fā)電機的靜態(tài)調(diào)節(jié)方程。4）發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率或調(diào)差系數(shù)可以人為整定。）發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率或調(diào)差系數(shù)可以人為整定。 )%64(*汽輪機汽輪機 ：水輪機水輪機 :)%42(* 注：發(fā)電機的頻率特性與系統(tǒng)的備用容量的數(shù)量及投入注：發(fā)電機的頻率特性與系統(tǒng)的備用容量的數(shù)量及投入時間有關(guān)。當頻率降低時，首先是汽輪機的調(diào)速器投入瞬時間有關(guān)。當頻率降低時，首先是汽輪機的調(diào)速器投入瞬時備用容量，當系統(tǒng)低頻時間較長時（時備用容量，當系統(tǒng)低頻時間較長時（10S左右），則系左右），則系統(tǒng)自動調(diào)頻裝置統(tǒng)自動調(diào)頻裝置AFC將開始作用，投入運行備用容量。將開始作用，投入運行備用容量。三、電力系統(tǒng)的頻率

20、特性（靜態(tài)）三、電力系統(tǒng)的頻率特性（靜態(tài)） 電力系統(tǒng)包括許多發(fā)電機組和不同負荷，電力系統(tǒng)的頻率電力系統(tǒng)包括許多發(fā)電機組和不同負荷，電力系統(tǒng)的頻率特性由發(fā)電機和負荷的頻率特性組合而成。若用表示全系統(tǒng)特性由發(fā)電機和負荷的頻率特性組合而成。若用表示全系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，則有：的單位調(diào)節(jié)功率，則有：mjLjniGiLLGGGSKKKKKKKK1121321.也可以應(yīng)用標么值表示：也可以應(yīng)用標么值表示：mjjLniiGLLGGGSKKKKKKKK1*1*2*1*3*2*1*. 注：電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率表示當系統(tǒng)負荷增加注：電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率表示當系統(tǒng)負荷增加（減少）時，在各機組調(diào)速器和負荷本身的調(diào)

21、節(jié)效應(yīng)的共同（減少）時，在各機組調(diào)速器和負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)的共同作用下，系統(tǒng)頻率最終下降（增加）的程度。如果某臺發(fā)電作用下，系統(tǒng)頻率最終下降（增加）的程度。如果某臺發(fā)電機組已經(jīng)滿載，它的調(diào)速器將受到限制，不能參加增出力的機組已經(jīng)滿載，它的調(diào)速器將受到限制，不能參加增出力的調(diào)節(jié)，這時有：調(diào)節(jié)，這時有： 0GKLSKK2.42.4電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 在電力系統(tǒng)中，有功功率的平衡是一個在電力系統(tǒng)中，有功功率的平衡是一個動態(tài)平衡動態(tài)平衡的過的過程。程。PPPLG 表示系統(tǒng)電源發(fā)出的有功功率，表示系統(tǒng)電源發(fā)出的有功功率， 表示系統(tǒng)負表示系統(tǒng)負載所需要的有功功率，載所需要的有功功率， 表示系

22、統(tǒng)元件所引起的有功損耗。表示系統(tǒng)元件所引起的有功損耗。GPLPP當電力系統(tǒng)負荷變動時，電力系統(tǒng)的頻率會發(fā)生變化，當電力系統(tǒng)負荷變動時，電力系統(tǒng)的頻率會發(fā)生變化，同步電機的調(diào)速器會自動控制和調(diào)整汽輪機的進汽量或水輪同步電機的調(diào)速器會自動控制和調(diào)整汽輪機的進汽量或水輪機的進水量，從而控制和調(diào)整發(fā)電機的輸出功率，使頻率趨機的進水量，從而控制和調(diào)整發(fā)電機的輸出功率，使頻率趨于穩(wěn)定，根據(jù)電力系統(tǒng)負荷頻率特性的特點，負荷本身在頻于穩(wěn)定，根據(jù)電力系統(tǒng)負荷頻率特性的特點，負荷本身在頻率變化情況下，也會相應(yīng)改變負荷吸收的功率。率變化情況下，也會相應(yīng)改變負荷吸收的功率。一、電力系統(tǒng)負荷一、電力系統(tǒng)負荷 系統(tǒng)的負荷

23、是隨機的、不可控的，按其變化的系統(tǒng)的負荷是隨機的、不可控的，按其變化的幅度和周期幅度和周期特點特點分：分： 第一類負荷第一類負荷P1：變化周期短、幅度很小、頻率高的隨機：變化周期短、幅度很小、頻率高的隨機負荷（負荷的變化周期在負荷（負荷的變化周期在10S內(nèi)）。內(nèi)）。 第二類負荷第二類負荷P2：變化周期長、變化幅度較大、頻率較低：變化周期長、變化幅度較大、頻率較低的脈沖負荷。（沖擊性、間隙性負荷）（變化周期的脈沖負荷。（沖擊性、間隙性負荷）（變化周期10S3分分鐘）（電爐、電力機車等沖擊負荷）鐘）（電爐、電力機車等沖擊負荷） 第三類負荷第三類負荷P3：變化率緩慢，變化幅度大，周期最長的負：變化率

24、緩慢，變化幅度大，周期最長的負荷。（由氣候、作息時間生活規(guī)律等引起）這類負荷可以預(yù)荷。（由氣候、作息時間生活規(guī)律等引起）這類負荷可以預(yù)測。測。二、電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整二、電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整1、一次調(diào)整的概念一次調(diào)整的概念 系統(tǒng)中所有的發(fā)電機都裝有調(diào)速器，當負荷變動導(dǎo)致頻系統(tǒng)中所有的發(fā)電機都裝有調(diào)速器，當負荷變動導(dǎo)致頻率變化時，調(diào)速器能感知發(fā)電機頻率的變化，自動調(diào)節(jié)進汽率變化時，調(diào)速器能感知發(fā)電機頻率的變化，自動調(diào)節(jié)進汽閥開度或?qū)~的開度，改變發(fā)電機的有功出力，力求系統(tǒng)閥開度或?qū)~的開度，改變發(fā)電機的有功出力，力求系統(tǒng)功率平衡。功率平衡。2、一次調(diào)頻中原動機的作用一次調(diào)頻中原動機的作用

25、 當原動機配置自動調(diào)速系統(tǒng)，它的調(diào)速器隨機組轉(zhuǎn)速的變當原動機配置自動調(diào)速系統(tǒng)，它的調(diào)速器隨機組轉(zhuǎn)速的變化不斷改變進汽量或進水量，使原動機的運行點不斷從一根化不斷改變進汽量或進水量，使原動機的運行點不斷從一根頻率特性曲線向另一根頻率特性曲線過渡。頻率特性曲線向另一根頻率特性曲線過渡。3 3、頻率一次調(diào)整的原理、頻率一次調(diào)整的原理圖圖2.5 頻率一次調(diào)整頻率一次調(diào)整oOPGPLPLAABBf0f0PL0fP(1)(1)原始運行點在原始運行點在O O點點(2)(2)在負荷突然增加在負荷突然增加, ,發(fā)電機組的出力不能及時跟上機組將發(fā)電機組的出力不能及時跟上機組將減速減速, ,系統(tǒng)的頻率將下降。系統(tǒng)的

26、頻率將下降。(3)(3)在系統(tǒng)頻率下降的同時，發(fā)電機組的功率將調(diào)速器的一在系統(tǒng)頻率下降的同時，發(fā)電機組的功率將調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大（次調(diào)整作用而增大（OBOB），負荷功率也因本身的調(diào)節(jié)），負荷功率也因本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少（效應(yīng)而減少（B BA A），經(jīng)過衰減振蕩過程，達到新的平），經(jīng)過衰減振蕩過程，達到新的平衡點衡點O O。(4)(4)實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)。實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)。fPKKKLLGS0 是系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，標志了系統(tǒng)的負荷增加是系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，標志了系統(tǒng)的負荷增加或減少時，在原動機調(diào)速器和負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作或減少時，在原動機調(diào)速器和負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下，系統(tǒng)的頻率下降或

27、上升多少。用下，系統(tǒng)的頻率下降或上升多少。SKfKfKKfKfKPSLGLGL)(0原理分析：原理分析：fKBAPLLfKBOPGGBABOABOBOAPL0注：注： （1）頻率的一次調(diào)整是有限的，其只限于周期短、幅）頻率的一次調(diào)整是有限的，其只限于周期短、幅度小、頻率高的隨機負荷變動引起的頻率偏移（負荷的變化度小、頻率高的隨機負荷變動引起的頻率偏移（負荷的變化周期在周期在10S內(nèi)）。內(nèi)）。 （2）頻率的一次調(diào)整是所有發(fā)電機組都可以參加的調(diào)）頻率的一次調(diào)整是所有發(fā)電機組都可以參加的調(diào)頻任務(wù)。頻任務(wù)。4、應(yīng)用、應(yīng)用例題例題1：設(shè)系統(tǒng)中發(fā)電機組的容量和它們的調(diào)差系數(shù)分別為：設(shè)系統(tǒng)中發(fā)電機組的容量和

28、它們的調(diào)差系數(shù)分別為：水輪機組：水輪機組：100MW的的5臺臺 ，單位調(diào)節(jié)功率，單位調(diào)節(jié)功率400MW/Hz；75MW的的5臺單位臺單位調(diào)節(jié)功率調(diào)節(jié)功率273MW/Hz 。汽輪機組：汽輪機組：100MW的的6臺臺 ，單位調(diào)節(jié)功率，單位調(diào)節(jié)功率343MW/Hz ；50MW的的20臺，臺，單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率500MW/Hz 。較小的汽輪機組合計較小的汽輪機組合計1000MW，單位調(diào)節(jié)功率，單位調(diào)節(jié)功率500MW/Hz ；系統(tǒng)的總負荷；系統(tǒng)的總負荷為為3300MW，負荷單位調(diào)節(jié)功率，負荷單位調(diào)節(jié)功率 KL*=1.5，試計算：，試計算：1）全部機組參加調(diào)頻。）全部機組參加調(diào)頻。 2）全部機組不參

29、加調(diào)頻。）全部機組不參加調(diào)頻。 3）僅水輪機組參加調(diào)頻。）僅水輪機組參加調(diào)頻。 4）僅）僅20臺臺50MW汽輪機組參加調(diào)頻等四種情況下系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率。汽輪機組參加調(diào)頻等四種情況下系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率。例題例題2：某電力系統(tǒng)中，已知占總?cè)萘浚耗畴娏ο到y(tǒng)中，已知占總?cè)萘?/2的核電機組已的核電機組已滿負荷，占滿負荷，占30%的火電廠有的火電廠有10%的備用容量，其單位調(diào)的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為節(jié)功率為16.6，占總?cè)萘?，占總?cè)萘?0%的水電廠有的水電廠有25%的備用容的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率位量，其單位調(diào)節(jié)功率位5，系統(tǒng)負荷單位調(diào)節(jié)功率為，系統(tǒng)負荷單位調(diào)節(jié)功率為1.5(標幺值，以系統(tǒng)總負荷

30、為基準）。試求：標幺值，以系統(tǒng)總負荷為基準）。試求：（1）系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為）系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為KS。（2）負荷的功率增加）負荷的功率增加5%時的穩(wěn)態(tài)頻率。時的穩(wěn)態(tài)頻率。（3）若頻率容許降低）若頻率容許降低0.2Hz，系統(tǒng)能承擔(dān)的負荷增量。，系統(tǒng)能承擔(dān)的負荷增量。二、電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整二、電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整1、二次調(diào)頻的概念、二次調(diào)頻的概念 自動或手動操作調(diào)頻器，當負荷變動導(dǎo)致頻率變化時，使自動或手動操作調(diào)頻器，當負荷變動導(dǎo)致頻率變化時，使發(fā)電機組的頻率特性平衡地移動，從而使負荷變動引起的頻率發(fā)電機組的頻率特性平衡地移動，從而使負荷變動引起的頻率偏移縮小在允許的波動范圍內(nèi)。偏移縮小

31、在允許的波動范圍內(nèi)。2、二次調(diào)頻的原理、二次調(diào)頻的原理圖圖2.6 頻率二次調(diào)整頻率二次調(diào)整PL0PG0PLPLPGPGPOO OABCAB0f 0f0ffPL0PG0圖圖2.6 頻率二次調(diào)整頻率二次調(diào)整PLPLP OOOGPGPCBA”A”B”Cf 0f0f0f（1）運行點）運行點（2）二次調(diào)頻分為三部分：二次調(diào)頻分為三部分： 1）由于調(diào)速器的作用而增大發(fā)電機組的功率。）由于調(diào)速器的作用而增大發(fā)電機組的功率。（ ， ） 2）因負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的功率。（）因負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的功率。（ ） 3）由于二次調(diào)整發(fā)電機增發(fā)的功率。（）由于二次調(diào)整發(fā)電機增發(fā)的功率。（ ）（3）可以實現(xiàn)是無

32、差調(diào)節(jié)。）可以實現(xiàn)是無差調(diào)節(jié)。 OOO fKCBG 00 fff fKABL0GPOC原理分析：原理分析： 00fKfKPBACBOCPLGGL 00fPPKKKLGLGS注：注：（1）二次調(diào)頻適用于調(diào)整負荷變化周期長、變化幅度大、頻率較低的）二次調(diào)頻適用于調(diào)整負荷變化周期長、變化幅度大、頻率較低的脈沖負荷。（沖擊性、間隙性負荷）（變化周期脈沖負荷。（沖擊性、間隙性負荷）（變化周期10S3分鐘）分鐘）（2）二次調(diào)頻的作用較一次調(diào)頻作用大，提高了發(fā)電機的發(fā)電功率，）二次調(diào)頻的作用較一次調(diào)頻作用大，提高了發(fā)電機的發(fā)電功率，縮小頻率偏差。二次調(diào)頻是調(diào)頻的重要手段?？s小頻率偏差。二次調(diào)頻是調(diào)頻的重要手

33、段。（3）二次調(diào)整不是系統(tǒng)中所有的發(fā)電機組都參加，二次調(diào)整不是系統(tǒng)中所有的發(fā)電機組都參加，一般由系統(tǒng)中較少一般由系統(tǒng)中較少的電廠承擔(dān)，承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)的電廠稱為調(diào)頻廠，調(diào)頻廠可以分為主調(diào)的電廠承擔(dān)，承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)的電廠稱為調(diào)頻廠，調(diào)頻廠可以分為主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。主調(diào)頻廠調(diào)節(jié)后，若頻率還不能恢復(fù)正常時，啟頻廠和輔助調(diào)頻廠。主調(diào)頻廠調(diào)節(jié)后，若頻率還不能恢復(fù)正常時，啟用輔助調(diào)頻廠，而非調(diào)頻廠只能按分配的負荷發(fā)電。用輔助調(diào)頻廠，而非調(diào)頻廠只能按分配的負荷發(fā)電。（4）當調(diào)頻廠不位于負荷中心時，在調(diào)頻同時，還應(yīng)考慮控制調(diào)頻廠）當調(diào)頻廠不位于負荷中心時，在調(diào)頻同時，還應(yīng)考慮控制調(diào)頻廠與系統(tǒng)其他部分聯(lián)系的聯(lián)絡(luò)線

34、上流通的功率不要超過允許值。與系統(tǒng)其他部分聯(lián)系的聯(lián)絡(luò)線上流通的功率不要超過允許值。三、聯(lián)合電力系統(tǒng)頻率調(diào)整三、聯(lián)合電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 對于聯(lián)合系統(tǒng)，將一個系統(tǒng)分為兩部分看待，對于聯(lián)合系統(tǒng)，將一個系統(tǒng)分為兩部分看待， 、 分別為聯(lián)合前的分別為聯(lián)合前的A、B兩部分電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，兩兩部分電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，兩部分系統(tǒng)均設(shè)有二次調(diào)頻的電廠，它們的功率變量分別部分系統(tǒng)均設(shè)有二次調(diào)頻的電廠，它們的功率變量分別為為 、 ，A、B兩系統(tǒng)的負荷變量分別兩系統(tǒng)的負荷變量分別 、 ，設(shè)聯(lián)絡(luò)線上的交換功率為設(shè)聯(lián)絡(luò)線上的交換功率為 ，由，由A向向B 流動為正。流動為正。AKBKGAPGBPLAPLBPabP

35、A系統(tǒng)系統(tǒng)B系統(tǒng)系統(tǒng)Pab圖圖2.7 聯(lián)合電力系統(tǒng)聯(lián)合電力系統(tǒng)聯(lián)合前，對聯(lián)合前，對A部分系統(tǒng)：部分系統(tǒng)： AAGALAfKPP對對B部分系統(tǒng)：部分系統(tǒng)： BBGBLBfKPP聯(lián)合后：通過聯(lián)絡(luò)線由聯(lián)合后：通過聯(lián)絡(luò)線由A向向B輸送的交換功率，對于輸送的交換功率，對于A系統(tǒng)，可看作為負荷，系統(tǒng)，可看作為負荷，從而從而AAGAabLAfKPPP對于對于B系統(tǒng)，可看作為一個電源，從而系統(tǒng)，可看作為一個電源，從而BBabGBLBfKPPP聯(lián)合后，兩個系統(tǒng)的頻率應(yīng)該相等聯(lián)合后，兩個系統(tǒng)的頻率應(yīng)該相等BAGBLBGALAKKPPPPf)()(BAGBLBBGBLBAabKKPPKPPKP)()(令令 , ,

36、、 分別為分別為A、B兩系統(tǒng)的功率缺額。兩系統(tǒng)的功率缺額。AGALAPPPBGBLBPPPAPBPBABAKKPPf)(BAABBAabKKPKPKP 若系統(tǒng)的頻率保持不變，則若系統(tǒng)的頻率保持不變，則 ，B系統(tǒng)的功率系統(tǒng)的功率缺額或缺額或A系統(tǒng)增發(fā)的功率，卻要加在聯(lián)絡(luò)線由系統(tǒng)增發(fā)的功率，卻要加在聯(lián)絡(luò)線由A向向B傳輸，這傳輸，這就是調(diào)頻廠設(shè)在遠離負荷中心而且實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)的情況。就是調(diào)頻廠設(shè)在遠離負荷中心而且實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)的情況。0f3、應(yīng)用、應(yīng)用例、兩系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線聯(lián)合，正常運行時，聯(lián)絡(luò)線上沒有交換功率，兩系統(tǒng)的例、兩系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線聯(lián)合，正常運行時，聯(lián)絡(luò)線上沒有交換功率，兩系統(tǒng)的容量分別為容量分別

37、為1500MW和和1000MW，各自的單位調(diào)節(jié)功率為，各自的單位調(diào)節(jié)功率為 ， ； ，設(shè)，設(shè)A系統(tǒng)負荷增加系統(tǒng)負荷增加100MW，試計算下列情況下系統(tǒng)的頻率變量和聯(lián)絡(luò)線上的功率。，試計算下列情況下系統(tǒng)的頻率變量和聯(lián)絡(luò)線上的功率。（1）A、B兩系統(tǒng)都參加一、二次調(diào)頻，兩系統(tǒng)都參加一、二次調(diào)頻，A、B兩系統(tǒng)都增發(fā)兩系統(tǒng)都增發(fā)50MW。（2）A系統(tǒng)的所有機組都參加一次調(diào)頻，并有部分機組參加二次調(diào)頻，增發(fā)系統(tǒng)的所有機組都參加一次調(diào)頻，并有部分機組參加二次調(diào)頻，增發(fā)60MW，B系統(tǒng)有一半機組參加一次調(diào)頻，另一半機組由負荷限制器所限制，不系統(tǒng)有一半機組參加一次調(diào)頻，另一半機組由負荷限制器所限制，不能參加調(diào)

38、頻。能參加調(diào)頻。HzMWKGA/750HzMWKLA/45HzMWKGB/400HzMWKLB/26四、電力系統(tǒng)頻率的三次調(diào)整四、電力系統(tǒng)頻率的三次調(diào)整1、概念、概念 頻率的三次調(diào)整指各發(fā)電廠執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)度預(yù)先下達的發(fā)電計頻率的三次調(diào)整指各發(fā)電廠執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)度預(yù)先下達的發(fā)電計劃，定時調(diào)控發(fā)電機的有功出力，劃，定時調(diào)控發(fā)電機的有功出力，和在非預(yù)計的負荷變化經(jīng)一和在非預(yù)計的負荷變化經(jīng)一次調(diào)整和二次調(diào)整積累到一定程度時次調(diào)整和二次調(diào)整積累到一定程度時，重新按經(jīng)濟調(diào)度原則分，重新按經(jīng)濟調(diào)度原則分配各發(fā)電廠的有功出力。配各發(fā)電廠的有功出力。2、原理、原理 各發(fā)電廠按預(yù)先給定的負荷發(fā)電，這種給定的負荷是按經(jīng)各

39、發(fā)電廠按預(yù)先給定的負荷發(fā)電，這種給定的負荷是按經(jīng)濟調(diào)度濟調(diào)度最優(yōu)化的原則最優(yōu)化的原則獲得的。這里只講電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)獲得的。這里只講電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟分配。濟分配。 電力系統(tǒng)中有功負荷合理分配的電力系統(tǒng)中有功負荷合理分配的目標目標是在滿足一定約束條是在滿足一定約束條件的前提下，盡可能節(jié)約消耗的一次能源。件的前提下，盡可能節(jié)約消耗的一次能源。（1）耗量特性）耗量特性PGF，WmFP圖圖2.8 耗量特性曲線耗量特性曲線F-單位時間內(nèi)消耗的燃料單位時間內(nèi)消耗的燃料.W-單位時間內(nèi)消耗的水量單位時間內(nèi)消耗的水量.PG-電功率電功率.兩個概念：兩個概念：1）比耗量）比耗量GPWGPF表示單位時間

40、內(nèi)輸入能量與輸出功率之比表示單位時間內(nèi)輸入能量與輸出功率之比。 2）耗量微增率（耗量特性曲線上某一點切線的斜率）耗量微增率（耗量特性曲線上某一點切線的斜率）表示單位時間內(nèi)輸入能量微增率與輸出能表示單位時間內(nèi)輸入能量微增率與輸出能量微增率之比。量微增率之比。GGdPdWdPdF（2）火電廠內(nèi)各機組經(jīng)濟負荷分配（不計網(wǎng)損）火電廠內(nèi)各機組經(jīng)濟負荷分配（不計網(wǎng)損） 目標函數(shù)目標函數(shù)（總?cè)剂虾牧浚海側(cè)剂虾牧浚?)(.)()(2211mmPBPBPBB約束條件約束條件（有功負荷平衡）：（有功負荷平衡）： mDPPPP.21maxminiiiPPPmaxminiiiQQQmaxminiiiUUU 在滿

41、足約束條件下，求總?cè)剂虾牧孔钚。美窭嗜蘸瘮?shù)在滿足約束條件下，求總?cè)剂虾牧孔钚。美窭嗜蘸瘮?shù)：).()(.)()(212211DmmmPPPPPBPBPBC0.212211DmmmPPPPdPdBdPdBdPdB等耗量微增率準則等耗量微增率準則 0).2 , 1(0CmiPCi利用拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)利用拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)應(yīng)用：應(yīng)用： 例：已知兩臺機組的耗量特性表達為：例：已知兩臺機組的耗量特性表達為： ， ,每臺機組的最大出力為每臺機組的最大出力為125MW，最小出力位，最小出力位20MW，求兩臺機組總出力為，求兩臺機組總出力為200MW時的經(jīng)濟負時的經(jīng)濟負荷分配。荷分配。htPP

42、B/0007. 03 . 042111htPPB/0004. 032. 032222（3）系統(tǒng)中各火電廠之間的有功負荷經(jīng)濟分配）系統(tǒng)中各火電廠之間的有功負荷經(jīng)濟分配 針對不同地理分布的火電廠，由于存在網(wǎng)損，它們的負荷針對不同地理分布的火電廠，由于存在網(wǎng)損，它們的負荷經(jīng)濟分配必須計及網(wǎng)損修正才符合實際。經(jīng)濟分配必須計及網(wǎng)損修正才符合實際。 目標函數(shù)目標函數(shù)（總?cè)剂虾牧浚海側(cè)剂虾牧浚?)(.)()(2211mmPBPBPBB 約束條件約束條件（有功負荷平衡）：（有功負荷平衡）： PPPPPmD.21maxminiiiPPPmaxminiiiQQQmaxminiiiUUU在滿足約束條件下，求總

43、燃料耗量最小，利用拉格朗日函數(shù)：在滿足約束條件下，求總?cè)剂虾牧孔钚?，利用拉格朗日函?shù)：).()(.)()(212211DmmmPPPPPPBPBPBC利用拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)：利用拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)：0).2 , 1(0CmiPCi0.11.111121222111DmmmmPPPPPPPdPdBPPdPdBPPdPdB即即 等耗量微增率準則等耗量微增率準則 網(wǎng)損與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及網(wǎng)絡(luò)的潮流分布有關(guān)，網(wǎng)損與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及網(wǎng)絡(luò)的潮流分布有關(guān)，是一個變化的量。在要計及網(wǎng)損的有功負荷的最優(yōu)分配的是一個變化的量。在要計及網(wǎng)損的有功負荷的最優(yōu)分配的情況下，必須先計算潮流，然后計算網(wǎng)損。情

44、況下，必須先計算潮流，然后計算網(wǎng)損。 （4）系統(tǒng)中各水、火電廠之間的有功負荷經(jīng)濟分配）系統(tǒng)中各水、火電廠之間的有功負荷經(jīng)濟分配 針對水、火電廠的聯(lián)合調(diào)度，水電廠在運行中，一方針對水、火電廠的聯(lián)合調(diào)度，水電廠在運行中，一方面要承擔(dān)調(diào)頻調(diào)峰任務(wù)，使火電廠運行平穩(wěn)，從而降低耗煤面要承擔(dān)調(diào)頻調(diào)峰任務(wù)，使火電廠運行平穩(wěn)，從而降低耗煤量，另一方面要保持高水頭發(fā)更多的電。根據(jù)等耗量微增率量，另一方面要保持高水頭發(fā)更多的電。根據(jù)等耗量微增率準則，得到水、火電廠聯(lián)合調(diào)度的經(jīng)濟負荷分配數(shù)學(xué)模型。準則，得到水、火電廠聯(lián)合調(diào)度的經(jīng)濟負荷分配數(shù)學(xué)模型。1）不計網(wǎng)損）不計網(wǎng)損.)()(.)()(22112211HHTTP

45、WPWPBPBB目標函數(shù)（總?cè)剂虾牧浚耗繕撕瘮?shù)（總?cè)剂虾牧浚?約束條件約束條件 ：.2121HHTTDPPPPP定值）()(0KdtPWHmaxminiiiPPPmaxminiiiQQQmaxminiiiUUU在滿足約束條件下，求總?cè)剂虾牧孔钚。美窭嗜蘸瘮?shù)：在滿足約束條件下，求總?cè)剂虾牧孔钚?，利用拉格朗日函?shù)： ).(.)(.)()(212122112211DHHHHTTPPPPPPWPWPBPBC）（利用拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)利用拉格朗日函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)0.)2, 1(0CiPCi0.212122112211DHHTTHHTTPPPPPdPdWdPdWdPdBdPdB即即 等耗量微增率準

46、則等耗量微增率準則2）計及網(wǎng)損）計及網(wǎng)損0.1111.11112121222111222111DHHTTHHHHTTTTPPPPPPPPdPdWPPdPdWPPdPdBPPdPdB等耗量微增率準則等耗量微增率準則 同樣，在水火電廠聯(lián)合調(diào)度時，在計及網(wǎng)損的情況下，網(wǎng)損同樣，在水火電廠聯(lián)合調(diào)度時，在計及網(wǎng)損的情況下，網(wǎng)損與電網(wǎng)潮流有關(guān)，相對而言比較復(fù)雜。與電網(wǎng)潮流有關(guān)，相對而言比較復(fù)雜。3）應(yīng)用）應(yīng)用 例：在一個水火電廠聯(lián)合發(fā)電的系統(tǒng)里，它們的耗煤量特性例：在一個水火電廠聯(lián)合發(fā)電的系統(tǒng)里，它們的耗煤量特性和耗水量特性分別為和耗水量特性分別為：其中，其中， 、 分別為水火電廠輸出的有功功率，在當前季

47、分別為水火電廠輸出的有功功率，在當前季節(jié)和庫容情況下，由水庫調(diào)節(jié)下達指令為：水電廠每天耗水量節(jié)和庫容情況下，由水庫調(diào)節(jié)下達指令為：水電廠每天耗水量必須為必須為1.5107m3，系統(tǒng)的負荷曲線為，系統(tǒng)的負荷曲線為08時，時， ；818時，時， ；1824時，時， ；火電廠容量為；火電廠容量為600MW，水，水電廠容量為電廠容量為450MW，試確定水火電廠間的經(jīng)濟負荷分配。，試確定水火電廠間的經(jīng)濟負荷分配。)/(00035. 04 . 032htPPBTT)/(105 . 18 . 02323smPPWHHTPHPMWPLD350MWPLD700MWPLD500五、主調(diào)頻廠和基荷廠在頻率調(diào)整中的作

48、用五、主調(diào)頻廠和基荷廠在頻率調(diào)整中的作用 系統(tǒng)中的發(fā)電廠從系統(tǒng)中的發(fā)電廠從調(diào)頻的角度調(diào)頻的角度分可分為：主調(diào)頻廠、輔助調(diào)頻廠、基分可分為：主調(diào)頻廠、輔助調(diào)頻廠、基荷廠（非調(diào)頻廠）荷廠（非調(diào)頻廠）1、主調(diào)頻廠：、主調(diào)頻廠：負責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整。這種調(diào)頻廠應(yīng)具備的條件：負責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整。這種調(diào)頻廠應(yīng)具備的條件：1）足夠大的調(diào)整容量（具有足夠的調(diào)頻容量和調(diào)整范圍）。）足夠大的調(diào)整容量（具有足夠的調(diào)頻容量和調(diào)整范圍）。2）速度快（能比較迅速地調(diào)整出力）。）速度快（能比較迅速地調(diào)整出力）。3）經(jīng)濟性好（調(diào)整出力時符合安全經(jīng)濟運行的原則）。）經(jīng)濟性好（調(diào)整出力時符合安全經(jīng)濟運行的原則）。4）穩(wěn)定性好（

49、出力大幅度變化時，與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線不會過載失去穩(wěn)定）。）穩(wěn)定性好（出力大幅度變化時，與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線不會過載失去穩(wěn)定）。 在水火聯(lián)合的電力系統(tǒng)中，一般選擇一個大容量的水電廠擔(dān)任主調(diào)頻廠，在水火聯(lián)合的電力系統(tǒng)中，一般選擇一個大容量的水電廠擔(dān)任主調(diào)頻廠，水電廠不僅調(diào)頻速度快、操作簡便，而且可調(diào)范圍大，不影響水電廠上午水電廠不僅調(diào)頻速度快、操作簡便，而且可調(diào)范圍大，不影響水電廠上午安全運行。安全運行。2、輔助調(diào)頻廠：、輔助調(diào)頻廠：當系統(tǒng)的頻率超過某一個規(guī)定的偏移范圍后，協(xié)助主調(diào)頻當系統(tǒng)的頻率超過某一個規(guī)定的偏移范圍后，協(xié)助主調(diào)頻廠參加調(diào)頻工作，通常由少數(shù)幾個發(fā)電廠擔(dān)任。廠參加調(diào)頻工作，通常由少數(shù)幾個發(fā)電

50、廠擔(dān)任。 3、基荷廠（非調(diào)頻廠）基荷廠（非調(diào)頻廠）：按調(diào)度預(yù)先下達的負荷曲線運行，不主動參加：按調(diào)度預(yù)先下達的負荷曲線運行，不主動參加調(diào)頻。調(diào)頻。 當系統(tǒng)負荷突然增加時，系統(tǒng)的頻率下降，基荷廠也由于調(diào)速當系統(tǒng)負荷突然增加時，系統(tǒng)的頻率下降，基荷廠也由于調(diào)速器的調(diào)節(jié)增加出力，自動參加一次調(diào)頻。一般原子能電廠、大型煤礦坑口器的調(diào)節(jié)增加出力，自動參加一次調(diào)頻。一般原子能電廠、大型煤礦坑口火電廠等作為基荷廠，不參加調(diào)頻，因為這些發(fā)電機組大，效率高，運行火電廠等作為基荷廠，不參加調(diào)頻，因為這些發(fā)電機組大，效率高，運行費用低，經(jīng)濟性好，長期帶基本負荷平穩(wěn)運行，會使電力系統(tǒng)得到良好的費用低，經(jīng)濟性好，長期帶

51、基本負荷平穩(wěn)運行，會使電力系統(tǒng)得到良好的經(jīng)濟效益。經(jīng)濟效益。4、如何實現(xiàn)基荷廠的負荷向主調(diào)頻廠的轉(zhuǎn)移？、如何實現(xiàn)基荷廠的負荷向主調(diào)頻廠的轉(zhuǎn)移？ 由于一次調(diào)整改變了基荷廠原來的運行方式，系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性必然由于一次調(diào)整改變了基荷廠原來的運行方式，系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性必然下降，故需將基荷廠增加的負荷平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移給調(diào)頻廠，于是系統(tǒng)的調(diào)度員下降，故需將基荷廠增加的負荷平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移給調(diào)頻廠，于是系統(tǒng)的調(diào)度員命令主調(diào)頻廠調(diào)節(jié)發(fā)電機組的調(diào)頻器，再開大調(diào)頻機組的閥門（汽閥或水命令主調(diào)頻廠調(diào)節(jié)發(fā)電機組的調(diào)頻器，再開大調(diào)頻機組的閥門（汽閥或水閥），再增加其出力，系統(tǒng)的頻率將抬高一點。而基荷廠的出力會因頻率閥），再增加其出

52、力，系統(tǒng)的頻率將抬高一點。而基荷廠的出力會因頻率的提高自動減少一些，若系統(tǒng)主調(diào)頻廠繼續(xù)增加出力，系統(tǒng)的頻率繼續(xù)提的提高自動減少一些，若系統(tǒng)主調(diào)頻廠繼續(xù)增加出力，系統(tǒng)的頻率繼續(xù)提高，基荷廠的出力就繼續(xù)減少，直到系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定值，基荷廠的出高，基荷廠的出力就繼續(xù)減少，直到系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定值，基荷廠的出力又減少到原來的力又減少到原來的“經(jīng)濟基點經(jīng)濟基點”。2.4頻率異?？刂埔?、頻率異常的概念一、頻率異常的概念 電力系統(tǒng)發(fā)生事故時，由于突然有功功率嚴重不平衡而引起電力系統(tǒng)發(fā)生事故時，由于突然有功功率嚴重不平衡而引起的頻率大幅度劇烈變化，稱為頻率異常。頻率異常不同于頻率正的頻率大幅度劇烈變化，稱為

53、頻率異常。頻率異常不同于頻率正常時的頻率波動。常時的頻率波動。二、有功功率平衡關(guān)系突變的直接原因二、有功功率平衡關(guān)系突變的直接原因1、兩系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線因故障跳開，使兩側(cè)有功功率有盈有虧，失、兩系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線因故障跳開，使兩側(cè)有功功率有盈有虧，失去平衡。去平衡。2、系統(tǒng)內(nèi)有大負荷突然投入，使系統(tǒng)有功嚴重不足。、系統(tǒng)內(nèi)有大負荷突然投入，使系統(tǒng)有功嚴重不足。3、系統(tǒng)內(nèi)有大機組突然退出運行，而備用調(diào)頻容量不足。、系統(tǒng)內(nèi)有大機組突然退出運行，而備用調(diào)頻容量不足。4、系統(tǒng)內(nèi)有大機組突然投入。（一般不會發(fā)生）、系統(tǒng)內(nèi)有大機組突然投入。（一般不會發(fā)生）三、頻率異?？刂蒲b置三、頻率異?？刂蒲b置 目前，頻率異?？?/p>

54、制裝置分為兩類：常規(guī)型和計算機控制目前，頻率異?？刂蒲b置分為兩類：常規(guī)型和計算機控制類。常規(guī)型頻率異?？刂蒲b置分別裝在各發(fā)電廠或變電所中。類。常規(guī)型頻率異常控制裝置分別裝在各發(fā)電廠或變電所中。計算機控制類的頻率異常裝置是電網(wǎng)調(diào)度自動化的組成部分，計算機控制類的頻率異常裝置是電網(wǎng)調(diào)度自動化的組成部分，是一種具有一定自適應(yīng)識別事故能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的實時是一種具有一定自適應(yīng)識別事故能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的實時工況快速啟動頻率控制自動化系統(tǒng)。工況快速啟動頻率控制自動化系統(tǒng)。表表2.1 常規(guī)型常規(guī)型 控制方式控制方式 控制裝置控制裝置 適用場合適用場合 控制負荷控制負荷 低頻減負荷裝置低頻減負荷裝置 頻率

55、下降系統(tǒng)有功缺頻率下降系統(tǒng)有功缺乏的一側(cè)乏的一側(cè)低頻降低電壓裝置低頻降低電壓裝置 控制電源控制電源 低頻自啟動發(fā)電機裝低頻自啟動發(fā)電機裝置置 低頻抽水改發(fā)電裝置低頻抽水改發(fā)電裝置 低頻調(diào)相改發(fā)電裝置低頻調(diào)相改發(fā)電裝置 低頻發(fā)電機解列裝置低頻發(fā)電機解列裝置 高頻切發(fā)電機裝置高頻切發(fā)電機裝置 頻率上升，系統(tǒng)有功頻率上升，系統(tǒng)有功的過剩一側(cè)的過剩一側(cè) 高頻減出力裝置高頻減出力裝置 注：注：1）低頻減載：）低頻減載： 正常運行時，如系統(tǒng)產(chǎn)生正常的有功缺額，可以通過正常運行時，如系統(tǒng)產(chǎn)生正常的有功缺額，可以通過對有功功率的調(diào)節(jié)來保持系統(tǒng)的頻率在額定值附近。但在對有功功率的調(diào)節(jié)來保持系統(tǒng)的頻率在額定值附近

56、。但在事故情況下，系統(tǒng)可能產(chǎn)生嚴重的有功缺額，因而導(dǎo)致系事故情況下，系統(tǒng)可能產(chǎn)生嚴重的有功缺額，因而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率大幅度下降，這是因為系統(tǒng)所缺功率大大超過系統(tǒng)統(tǒng)頻率大幅度下降，這是因為系統(tǒng)所缺功率大大超過系統(tǒng)熱備用容量，系統(tǒng)已無可調(diào)出力以資利用，一般，只能在熱備用容量，系統(tǒng)已無可調(diào)出力以資利用，一般，只能在系統(tǒng)頻率降到某值以下時，采用切除相應(yīng)用戶的辦法來減系統(tǒng)頻率降到某值以下時，采用切除相應(yīng)用戶的辦法來減少系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)的頻率保持在系事故允許的限少系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)的頻率保持在系事故允許的限額之內(nèi)。低頻減載是電力系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一種有力的反額之內(nèi)。低頻減載是電力系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一種有力的反事故措施。事故措施。2）系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性）系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性電力系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額時，系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率必然低于額電力系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額時，系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率必然低于額定頻率，系統(tǒng)頻率從額定頻率變化到穩(wěn)定頻率的過程就定頻率，系統(tǒng)頻率從額定頻率變化到穩(wěn)定頻率的過程就反映系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性。反映系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性。電力系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞而引起系統(tǒng)頻率發(fā)生變電力系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞而引起系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，頻率從正常狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間化，頻率從正常狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間過程，稱為電力系