第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整

1、1第 5 章 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整的有功功率和頻率調(diào)整 2基本內(nèi)容u5.1 5.1 電力系統(tǒng)中有功功率的平衡電力系統(tǒng)中有功功率的平衡u5.2 5.2 電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配u5.3 5.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整35.1 電力系統(tǒng)中有功功率的平衡l5.1.1 5.1.1 有功功率負荷的變動和調(diào)整控制有功功率負荷的變動和調(diào)整控制* *l5.1.2 5.1.2 有功功率負荷曲線的預(yù)計有功功率負荷曲線的預(yù)計l5.1.3 5.1.3 有功功率有功功率電源和備用容量電源和備用容量*45.1.1 有功功率負荷的變動和調(diào)整控制l有功功率負荷的變

2、動有功功率負荷的變動* *l有功功率和頻率的調(diào)整有功功率和頻率的調(diào)整* *55.1.1 有功功率負荷的變動和調(diào)整控制有功功率負荷的變動*三種典型的負荷變動三種典型的負荷變動u第一種：變動幅度很小，周期很短，有很大的偶然第一種：變動幅度很小，周期很短，有很大的偶然性。性。偶然性的負荷變動偶然性的負荷變動u第二種：變動幅度較大，周期較長，沖擊性負荷（電第二種：變動幅度較大，周期較長，沖擊性負荷（電爐、壓延機械、電氣機車）爐、壓延機械、電氣機車） 沖擊性的負荷變動沖擊性的負荷變動u第三種：變動幅度最大，周期最長，由生產(chǎn)、生活、第三種：變動幅度最大，周期最長，由生產(chǎn)、生活、氣象變化引起（可以預(yù)計）氣象

3、變化引起（可以預(yù)計） 可預(yù)見的負荷變動可預(yù)見的負荷變動6圖5-1 5-1 有功功率負荷的變動 7電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)中負荷變中負荷變動的幅度動的幅度愈大，周愈大，周期就愈長。期就愈長。 圖5-2 5-2 調(diào)頻任務(wù)的分配85.1.1 有功功率負荷的變動和調(diào)整控制有功功率和頻率的調(diào)整*u頻率的一次調(diào)整：用發(fā)電機組的頻率的一次調(diào)整：用發(fā)電機組的調(diào)速器調(diào)速器( (第一種負荷第一種負荷變動變動) )。 u頻率的二次調(diào)整：用發(fā)電機組的頻率的二次調(diào)整：用發(fā)電機組的調(diào)頻器調(diào)頻器( (第二種負荷第二種負荷的變動的變動) )。 調(diào)頻廠，對應(yīng)潮流計算中的平衡節(jié)點調(diào)頻廠，對應(yīng)潮流計算中的平衡節(jié)點u頻率的三次調(diào)整：按最優(yōu)化

4、準(zhǔn)則分配第三種有規(guī)律變頻率的三次調(diào)整：按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有規(guī)律變動的負荷，即責(zé)成各發(fā)電廠按事先給定的發(fā)電負荷曲動的負荷，即責(zé)成各發(fā)電廠按事先給定的發(fā)電負荷曲線發(fā)電。線發(fā)電。 95.1.1 有功功率負荷的變動和調(diào)整控制負荷控制l個別負荷大量或長時間超計劃用電以致影響系統(tǒng)運行質(zhì)量時，由系統(tǒng)管理部門在遠方將其部分或全部切除的控制方式(不同于前三種)負荷側(cè)管理l問題： （1）負荷變動有那幾種形式？ （2）頻率調(diào)整有那幾種方法，具體如何實現(xiàn)？ （3）負荷變動與頻率調(diào)整的關(guān)系？105.1.2 有功功率負荷曲線的預(yù)計u作用：有功功率和頻率三次調(diào)整的依據(jù)作用：有功功率和頻率三次調(diào)整的依據(jù)u方法：方法：（1

5、 1）傳統(tǒng)方法）傳統(tǒng)方法（2 2）統(tǒng)計分析方法）統(tǒng)計分析方法回歸分析法，時間序列分析回歸分析法，時間序列分析法等。（不講）法等。（不講）115.1.2 有功功率負荷曲線的預(yù)計傳統(tǒng)方法u. .積累實測的有功功率日負荷曲線。積累實測的有功功率日負荷曲線。u. .收集未來若干天的預(yù)計負荷收集未來若干天的預(yù)計負荷( (大用電量用戶大用電量用戶) )；u. .參照長期積累的實測數(shù)據(jù)，匯總調(diào)整用電；參照長期積累的實測數(shù)據(jù)，匯總調(diào)整用電；u. .計入網(wǎng)絡(luò)損耗：一般約為系統(tǒng)總負荷的計入網(wǎng)絡(luò)損耗：一般約為系統(tǒng)總負荷的6%6%10%10%不變損耗：與負荷大小無關(guān)不變損耗：與負荷大小無關(guān)( (變壓器空載損耗變壓器空

6、載損耗) )可變損耗：與負荷的平方成正比可變損耗：與負荷的平方成正比125.1.2 有功功率負荷曲線的預(yù)計傳統(tǒng)方法l. .確定確定可承擔(dān)系統(tǒng)負荷的發(fā)電容量可承擔(dān)系統(tǒng)負荷的發(fā)電容量u從各發(fā)電廠可投入的發(fā)電容量中扣除廠用電從各發(fā)電廠可投入的發(fā)電容量中扣除廠用電u各類電廠的廠用電占電廠最大負荷的百分?jǐn)?shù)為各類電廠的廠用電占電廠最大負荷的百分?jǐn)?shù)為水電廠：水電廠：0.1%0.1%1%1%；火電廠：火電廠：5%5%8%8%；原子能電廠：原子能電廠：4%4%5%5%；l . . 應(yīng)特別注意氣象條件的變化應(yīng)特別注意氣象條件的變化13圖5-3 負荷曲線加工實測曲線加實測曲線加工前后最大工前后最大和最小負荷和最小負

7、荷特征及曲線特征及曲線下的面積應(yīng)下的面積應(yīng)一致。一致。145.1.3 有功功率電源和備用容量*有功功率電源u系統(tǒng)可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量可能小于系統(tǒng)可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量可能小于總裝機容量總裝機容量定期停機檢修定期停機檢修水電廠的發(fā)電機因水頭極度降低不能按額定容量發(fā)電水電廠的發(fā)電機因水頭極度降低不能按額定容量發(fā)電u各發(fā)電廠預(yù)計可投入運行的發(fā)電機組的各發(fā)電廠預(yù)計可投入運行的發(fā)電機組的可發(fā)功率可發(fā)功率之和之和為為可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量。155.1.3 有功功率電源和備用容量*有功功率備用容量 為了保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量，系統(tǒng)電源容量為了保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量，系統(tǒng)電

8、源容量必須大于發(fā)電負荷。必須大于發(fā)電負荷。u備用容量：可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負荷的備用容量：可供調(diào)度的系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負荷的部分。部分。u熱備用熱備用(旋轉(zhuǎn)備用旋轉(zhuǎn)備用)： 運轉(zhuǎn)中運轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率與功率與 系統(tǒng)發(fā)電負荷之差。系統(tǒng)發(fā)電負荷之差。165.1.3 有功功率電源和備用容量*有功功率備用容量u冷備用：冷備用：未運轉(zhuǎn)未運轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。 檢修中的發(fā)電設(shè)備不屬冷備用。熱備用越多，越有利檢修中的發(fā)電設(shè)備不屬冷備用。熱備用越多，越有利于保證電能質(zhì)量和供電可靠性，但經(jīng)濟性不好。于保證電能質(zhì)量和供電可靠性，但

9、經(jīng)濟性不好。u負荷備用：負荷備用：調(diào)整系統(tǒng)中的調(diào)整系統(tǒng)中的短時負荷波動短時負荷波動并擔(dān)負并擔(dān)負計劃外的負荷增加計劃外的負荷增加而而設(shè)置的備用。設(shè)置的備用。負荷備用設(shè)置在調(diào)頻廠內(nèi)負荷備用設(shè)置在調(diào)頻廠內(nèi),取最大負荷的取最大負荷的2%2%5%5%，（大，（大系統(tǒng)取小值，小系統(tǒng)取大值。）系統(tǒng)取小值，小系統(tǒng)取大值。）175.1.3 有功功率電源和備用容量*有功功率備用容量u事故備用：事故備用：使電力用戶在使電力用戶在發(fā)電設(shè)備發(fā)電設(shè)備發(fā)生發(fā)生偶然性事故偶然性事故時不受嚴(yán)重影響，時不受嚴(yán)重影響，維持系統(tǒng)正常供電需要的備用。維持系統(tǒng)正常供電需要的備用。取最大負荷的取最大負荷的5%5%10%10%，但不得小于系

10、統(tǒng)中最大機組的容，但不得小于系統(tǒng)中最大機組的容量。量。u檢修備用：檢修備用：使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修定期檢修而設(shè)置的備用。而設(shè)置的備用。系統(tǒng)負荷季節(jié)性低落期間和節(jié)假日安排不下所有設(shè)備的系統(tǒng)負荷季節(jié)性低落期間和節(jié)假日安排不下所有設(shè)備的大小檢修時才設(shè)置專門的檢修備用。大小檢修時才設(shè)置專門的檢修備用。u國民經(jīng)濟備用：計及負荷的超計劃增長而設(shè)置的備用。國民經(jīng)濟備用：計及負荷的超計劃增長而設(shè)置的備用。185.1.3 有功功率電源和備用容量*各種備用容量的關(guān)系u運轉(zhuǎn)中發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率運轉(zhuǎn)中發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率系統(tǒng)發(fā)電負荷系統(tǒng)發(fā)電負荷負荷備用負荷備用熱備用熱備用事故備用事

11、故備用熱備用熱備用u事故備用事故備用冷備用冷備用u檢修備用（視需要）檢修備用（視需要）u國民經(jīng)濟備用國民經(jīng)濟備用u具備了備用容量，才可能談及備用用量在各發(fā)電設(shè)備具備了備用容量，才可能談及備用用量在各發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠之間的最優(yōu)分配以及系統(tǒng)的頻率調(diào)整問題。和發(fā)電廠之間的最優(yōu)分配以及系統(tǒng)的頻率調(diào)整問題。195.2 電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配l主要內(nèi)容主要內(nèi)容不詳細介紹不詳細介紹l（1）有功功率電源的最優(yōu)組合）有功功率電源的最優(yōu)組合l 系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠的合理組合，系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠的合理組合，l 即機組的最優(yōu)啟停調(diào)度，冷熱備用的組合即機組的最優(yōu)啟停調(diào)度，冷熱備用

12、的組合l（2）有功功率負荷的最優(yōu)分配）有功功率負荷的最優(yōu)分配 l 有功功率負荷在各個正在運行的發(fā)電設(shè)備有功功率負荷在各個正在運行的發(fā)電設(shè)備l 或發(fā)電廠之間的合理分配，即負荷的經(jīng)濟或發(fā)電廠之間的合理分配，即負荷的經(jīng)濟l 調(diào)度或者最優(yōu)潮流問題調(diào)度或者最優(yōu)潮流問題205.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合火力發(fā)電廠的運行特點u鍋爐的技術(shù)最小負荷為額定負荷的鍋爐的技術(shù)最小負荷為額定負荷的25%25%70%70%u汽輪機的技術(shù)最小負荷為額定負荷的汽輪機的技術(shù)最小負荷為額定負荷的10%10%15%15%u鍋爐和汽輪機的退出運行和再度投入或承擔(dān)急鍋爐和汽輪機的退出運行和再度投入或承擔(dān)急劇變動負荷時會耗能

13、、費時、易于損壞設(shè)備。劇變動負荷時會耗能、費時、易于損壞設(shè)備。215.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合火電廠的鍋爐和汽輪機分類高溫高壓設(shè)備：效率高；靈活調(diào)節(jié)的范圍窄高溫高壓設(shè)備：效率高；靈活調(diào)節(jié)的范圍窄中溫中壓設(shè)備：效率較高溫高壓設(shè)備低；靈中溫中壓設(shè)備：效率較高溫高壓設(shè)備低；靈 活調(diào)節(jié)的范圍較高溫高壓設(shè)備寬?；钫{(diào)節(jié)的范圍較高溫高壓設(shè)備寬。低溫低壓設(shè)備：技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)最差，低溫低壓設(shè)備：技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)最差，應(yīng)淘汰應(yīng)淘汰225.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合熱電廠的特點u熱電廠熱電廠( (供熱式火力發(fā)電廠供熱式火力發(fā)電廠) ) 效率高；效率高；技術(shù)最小負荷取決于熱負荷技術(shù)最小負荷取決于熱

14、負荷( (稱為稱為強迫功率強迫功率) )235.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合原子能發(fā)電廠的特點u反應(yīng)堆的負荷沒有限制反應(yīng)堆的負荷沒有限制u汽輪機的技術(shù)最小負荷為額定負荷的汽輪機的技術(shù)最小負荷為額定負荷的10%10%15%15%u反應(yīng)堆和汽輪機的退出運行和再度投入或承擔(dān)反應(yīng)堆和汽輪機的退出運行和再度投入或承擔(dān) 急劇變動負荷時會耗能、費時、易于損壞設(shè)備急劇變動負荷時會耗能、費時、易于損壞設(shè)備u原子能發(fā)電廠的一次投資大，運行費用小原子能發(fā)電廠的一次投資大，運行費用小. .245.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合水力發(fā)電廠的特點u水水電電廠的廠的強迫功率強迫功率：為保證河流下游的灌溉、

15、：為保證河流下游的灌溉、 通航，通航，向下游釋放一定水量時發(fā)出的功率。向下游釋放一定水量時發(fā)出的功率。u水輪機技術(shù)最小負荷因水電廠的具體條件而異水輪機技術(shù)最小負荷因水電廠的具體條件而異u水輪機的退出運行和再度投入或承擔(dān)急劇變動負荷時水輪機的退出運行和再度投入或承擔(dān)急劇變動負荷時操作簡單，不會耗費很多能量和花費很多時間操作簡單，不會耗費很多能量和花費很多時間u水電廠水頭過分低落時；水輪發(fā)電機組可發(fā)的功率要水電廠水頭過分低落時；水輪發(fā)電機組可發(fā)的功率要降低降低255.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合水電廠的分類l無調(diào)節(jié)水庫的水電廠：徑流式水電廠發(fā)出的功率取決于河流的天然流量。發(fā)出功率基本不變

16、。l有調(diào)節(jié)水庫的水電廠：取決于水庫調(diào)度所給定的水電廠耗水量。洪水季節(jié)，滿負荷運行。來水多，避免棄水。枯水季節(jié)，承擔(dān)急劇變動負荷。來水少，可儲存根據(jù)水庫容量分為：日、年、多年等調(diào)節(jié)方式，庫容越大，調(diào)節(jié)能力越強。所謂多年調(diào)節(jié)，指庫容足夠大，可存儲多年的多余水量，說明其庫容調(diào)節(jié)能力強。265.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合水電廠的分類l抽水蓄能水電廠：上下方各有一水庫。系統(tǒng)負荷出現(xiàn)低谷時，抽水至上水庫儲蓄水能系統(tǒng)負荷出現(xiàn)高峰時，放水至下水庫同時發(fā)電抽水蓄能，放水發(fā)電循環(huán)的總效率只有70%，但由于其具有很強的消峰填谷的作用，可以使火電廠的負荷比較平穩(wěn)，因此，當(dāng)系統(tǒng)的有功調(diào)節(jié)能力不足，或者存在核

17、電廠時，應(yīng)該考慮建設(shè)抽水蓄能水電廠。275.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合各類發(fā)電廠的合理組合 (1)各類發(fā)電廠的組合順序考慮調(diào)節(jié)效率/能力u火電廠以承擔(dān)基本不變的負荷為宜。高溫高壓電廠優(yōu)先投入，其次是中溫中壓電廠。u原子能電廠原則上應(yīng)持續(xù)承擔(dān)額定容量負荷u無調(diào)節(jié)水庫水電廠的全部功率和有調(diào)節(jié)水庫水電廠的強迫功率應(yīng)首先投入。u有調(diào)節(jié)水庫水電廠的可調(diào)功率洪水季節(jié)先投入；枯水季節(jié)后投入。285.2.1 各類發(fā)電廠的運行特點和合理組合各類發(fā)電廠的合理組合u抽水蓄能水電廠承擔(dān)高峰負荷。l(2)不能忽視保證可靠供電、降低網(wǎng)損、維持良好的電能質(zhì)量和足夠的系統(tǒng)穩(wěn)定性等要求。l(3)負荷曲線的最高處是肩

18、負調(diào)整系統(tǒng)頻率任務(wù)的發(fā)電廠的工作位置。負荷備用設(shè)置在調(diào)頻廠內(nèi)，枯水季節(jié)由大水電廠承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，豐水期則為中溫中壓火電，抽水蓄能電廠在其發(fā)電期間也可以參與調(diào)頻。l5.2.2 5.2.2 最優(yōu)分配負荷時的目標(biāo)函數(shù)和約束方程最優(yōu)分配負荷時的目標(biāo)函數(shù)和約束方程不講不講29枯水期豐水期30315.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整l5.3.1 頻率調(diào)整的必要性l5.3.2 自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性l5.3.3 頻率的一次調(diào)整l5.3.4 頻率的二次調(diào)整l5.3.5 頻率調(diào)整廠的選擇325.3.1 頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性(1)(1)電力系統(tǒng)頻率變動對用戶的影響電力系統(tǒng)頻率變動對用戶的影響u頻率變化將引起電動

19、機轉(zhuǎn)速的變化，從而影響頻率變化將引起電動機轉(zhuǎn)速的變化，從而影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量；用戶的產(chǎn)品質(zhì)量；u頻率的不穩(wěn)定將會影響電子設(shè)備的工作頻率的不穩(wěn)定將會影響電子設(shè)備的工作335.3.1 頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性(2)(2)頻率降低對系統(tǒng)本身和發(fā)電廠的影響頻率降低對系統(tǒng)本身和發(fā)電廠的影響u系統(tǒng)的無功負荷將增大，使系統(tǒng)電壓水平下降系統(tǒng)的無功負荷將增大，使系統(tǒng)電壓水平下降u影響鍋爐的正常運行影響鍋爐的正常運行u增加汽輪機葉片損壞的機會增加汽輪機葉片損壞的機會u發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的溫升都將增加發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的溫升都將增加u變壓器的鐵芯損耗和勵磁電流都將增大變壓器的鐵芯損耗和勵磁電流都將增大u可能會使

20、整個系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電可能會使整個系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電345.3.1 頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性(3)(3)調(diào)整頻率的手段：調(diào)整頻率的手段：發(fā)電機組原動機的自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)發(fā)電機組原動機的自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)u調(diào)速器：進行調(diào)速器：進行頻率的頻率的“一次調(diào)整一次調(diào)整”；u調(diào)頻器：進行頻率的調(diào)頻器：進行頻率的“二次調(diào)整二次調(diào)整”。355.3.2 自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性l5.3.2.1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)（1）原理圖（2）頻率的“一次調(diào)整”作用（3）頻率的“二次調(diào)整”作用l5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性（1）未配置自動調(diào)速系統(tǒng)原動機機械功率靜態(tài)頻率

21、特性（2）配置自動調(diào)速系統(tǒng)的原動機機械功率靜態(tài)頻率特性36D1E1C1F1B1離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)375.3.2.1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)頻率的頻率的“一次調(diào)整一次調(diào)整”作用作用u原動機主軸帶動套筒，套筒帶動飛擺轉(zhuǎn)動；u機組負荷增大，轉(zhuǎn)速下降，飛擺向轉(zhuǎn)軸靠攏，A點下移到A點； u油動機活塞兩邊油壓相等，B點不動，杠桿AB繞B點逆時針轉(zhuǎn)動到AB；u調(diào)頻器不動時，D點不動，杠桿DE繞D點順時針轉(zhuǎn)動到 DE；385.3.2.1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)頻率的頻率的“一次調(diào)整一次調(diào)整”作用作用u錯油門活塞下移使油管a、b的小孔開啟，壓

22、力油經(jīng)b進入油動機活塞下部，活塞上部的油經(jīng)a流入錯油門上部。u油動機活塞向上移動，使汽輪機的調(diào)節(jié)汽門或水輪機的導(dǎo)向葉片開度增大，增加進汽量或進水量。同時，杠桿AB繞A逆時針轉(zhuǎn)動，提升C點使油管a、b的小孔重新堵住，油動機活塞停止移動。395.3.2.1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)頻率的頻率的“一次調(diào)整一次調(diào)整”作用作用u進汽或進水量增加，機組轉(zhuǎn)速上升，進汽或進水量增加，機組轉(zhuǎn)速上升，A A點回升到點回升到AA點。點。u調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，杠桿調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，杠桿ABAB的位置為的位置為AACBCB。C C點為點為原位置，原位置，B B的位置較的位置較B B高，高，AA的位置較的位

23、置較A A略低。相略低。相應(yīng)的進汽量或進水量較原來多，機組轉(zhuǎn)速較原來略低。應(yīng)的進汽量或進水量較原來多，機組轉(zhuǎn)速較原來略低。u特點：調(diào)速器的一次頻率調(diào)整，一定是有差調(diào)節(jié)405.3.2.1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)頻率的頻率的“二次調(diào)整二次調(diào)整”作用作用u調(diào)頻器轉(zhuǎn)動蝸輪、蝸桿，抬高D點，杠桿DE繞F點順時針轉(zhuǎn)動；u錯油門活塞再次下移開啟小孔，在油壓作用下，油動機活塞再次向上移動，進一步增加進汽或進水量。機組轉(zhuǎn)速上升，飛擺使A點由點A上升。415.3.2.1 離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)離心飛擺式自動調(diào)速系統(tǒng)頻率的頻率的“二次調(diào)整二次調(diào)整”作用作用u油動機活塞向上移動時，杠桿AB繞A逆

24、時針轉(zhuǎn)動，帶動C、F、E點上移，再次堵塞錯油門小孔，結(jié)束調(diào)節(jié)過程。uD點位移選擇恰當(dāng)，A點可能回到原來位置u特點：可以實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)特點：可以實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)/ /無差調(diào)節(jié)無差調(diào)節(jié)425.3.2.2 5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性未配置自動調(diào)速系統(tǒng)未配置自動調(diào)速系統(tǒng)221fCfCPm /mmMP435.3.2.2 5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性未配置自動調(diào)速系統(tǒng)未配置自動調(diào)速系統(tǒng)u機組轉(zhuǎn)速很小，蒸汽或水在葉輪上加的轉(zhuǎn)矩很機組轉(zhuǎn)速很小，蒸汽或水在葉輪上加的轉(zhuǎn)矩很大，功率輸出小。大，功率輸出小。u機組轉(zhuǎn)速很大，蒸汽或水在葉輪上加的轉(zhuǎn)矩很

25、機組轉(zhuǎn)速很大，蒸汽或水在葉輪上加的轉(zhuǎn)矩很小，功率輸出小小，功率輸出小u額定條件時轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩適中，功率輸出最大額定條件時轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩適中，功率輸出最大445.3.2.2 5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性配置有自動調(diào)速系統(tǒng)配置有自動調(diào)速系統(tǒng)（1）頻率一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性調(diào)速器隨機組轉(zhuǎn)速的變動不斷改變進汽(水)量，相應(yīng)機組的靜態(tài)頻率特性平行移動，使原動機的運行點不斷從一根靜態(tài)頻率特性曲線向另一根靜態(tài)頻率特性曲線過渡。連接不同曲線上運行點,得到有頻率的一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性。455.3.2.2 5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性配置有自動調(diào)

26、速系統(tǒng)配置有自動調(diào)速系統(tǒng)為簡化分析，直線為簡化分析，直線1-21-2代替曲線代替曲線1-21-2，直線，直線2-32-3代替曲線代替曲線2-2-3 3圖5-24 一次調(diào)整時原動機的靜態(tài)頻率特性進汽/水465.3.2.2 5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性配置有自動調(diào)速系統(tǒng)配置有自動調(diào)速系統(tǒng)（2 2）頻率二次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性調(diào)頻器動動作改變機組進汽（水）量時，進一步使有一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性平行移動，相應(yīng)原動機的運行點也不斷從僅有一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性曲線過渡另一根曲線。連接不同曲線上的運行點，得到有頻率的二次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性?？蓪崿F(xiàn)有差或無差調(diào)節(jié)。47

27、5.3.2.2 5.3.2.2 電源有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性配置有自動調(diào)速系統(tǒng)配置有自動調(diào)速系統(tǒng)圖5-25 有二次調(diào)整時原動機的靜態(tài)頻率特性無差調(diào)節(jié)無差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)進汽/水485.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整l5.3.1 頻率調(diào)整的必要性l5.3.2 自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性l5.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整l5.3.4 頻率的二次調(diào)整l5.3.5 頻率調(diào)整廠的選擇495.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整l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l負荷的單位調(diào)節(jié)功率和頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)負荷的單位調(diào)節(jié)功率和頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)l頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整l系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率

28、系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率505.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整圖圖5-26 5-26 發(fā)電機原動機和綜合負荷靜態(tài)頻率特性發(fā)電機原動機和綜合負荷靜態(tài)頻率特性515.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整發(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l即發(fā)電機組原動機或電源頻率特性的斜率l意義：表示隨頻率的升降發(fā)電機組發(fā)出功率減少或增加的量fPKGG 發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率單位：MW/Hz，MW/(0.1Hz)GNNGNGNGGPfKfPfPK *標(biāo)幺值525.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整發(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u單位調(diào)節(jié)功率與機組調(diào)差系數(shù)的關(guān)系 單位調(diào)節(jié)功率是機組調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)10

29、0%1* GK1GK機組調(diào)差系數(shù)，可整定機組調(diào)差系數(shù)，可整定機組調(diào)差系數(shù)標(biāo)幺值機組調(diào)差系數(shù)標(biāo)幺值535.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整發(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100%0 NNfff NGNNGNGGffPffPfPK 000100% NGNGfPK汽輪發(fā)電機組汽輪發(fā)電機組%=35或或KG*=33.220水輪發(fā)電機組水輪發(fā)電機組%=24或或KG*=5025545.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整負荷的單位調(diào)節(jié)功率和頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)u負荷的單位調(diào)節(jié)功率為負荷靜態(tài)頻率特性的斜率u意義：隨頻率的升降負荷消耗功率增加或減少的量uKL*不能整定，大致為1.5fPKLL 負荷的單位調(diào)節(jié)

30、功率負荷的單位調(diào)節(jié)功率單位：單位：MW/HzMW/Hz，MW/(0.1Hz)MW/(0.1Hz)LNNLNLNLLPfKfPfPK *標(biāo)幺值555.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整負荷的單位調(diào)節(jié)功率和頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)u負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)：負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)：一定頻率下的負荷隨頻率變化的變化率一定頻率下的負荷隨頻率變化的變化率*LLLKfPdfdP 負荷的單位調(diào)節(jié)功率的負荷的單位調(diào)節(jié)功率的標(biāo)幺值標(biāo)幺值565.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整圖圖5-28 5-28 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整1GPLP575.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整1LOGLPPP u

31、原始點O點，負荷突然增加PLO；PL到PLu機組功率不能及時變動，減速，系統(tǒng)頻率下降。調(diào)速器動作，機組功率增大u頻率下降，負荷減少u新運行點為O點。10GP0LP585.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率u定義：系統(tǒng)負荷增加或減少時，頻率的下降或上升的量u負荷功率突然增大量=機組功率增大量負荷減少量u功率增大和頻率上升為正。主要參考方向！1()LOGLGLGLSPPPKfKfKKfKf SLGLOKKKfP 595.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率uKS*的基準(zhǔn)功率取為系統(tǒng)原始運行狀態(tài)的總負荷。u用調(diào)速器進行頻率的一次調(diào)整只能限制周期較短、幅度較小的負

32、荷變動引起的頻率偏移。為保證發(fā)電機組調(diào)速器運行的穩(wěn)定性，不能采用過小的調(diào)差系數(shù)或過大的單位調(diào)節(jié)功率原因？無法根據(jù)頻率變化確定機組功率增量。系統(tǒng)中有些機組滿載不能調(diào)整使其增加輸出功率，從而使全系統(tǒng)發(fā)電機組的等值調(diào)差系數(shù)增大605.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)中n臺機組參加調(diào)頻時1i nGNGiiKK*1 i nGNGiGNiGNjiKKif PP615.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整例例5-5 Page-229l充分理解機組不能參加調(diào)頻的含義：充分理解機組不能參加調(diào)頻的含義： 機組滿載（空載）不能增加（減少）功率。因此，當(dāng)負荷增加（減少），滿載（空載）機組時不

33、能參加調(diào)頻。l充分理解機組二次功率分配的含義：充分理解機組二次功率分配的含義：調(diào)頻機組首先按照頻率變化量確定其初始功率增量，若增量大于其最大可調(diào)量，則設(shè)過調(diào)機組出力增量為最大可調(diào)量；計算過剩功率，并設(shè)過調(diào)機組不參與調(diào)頻，重新計算系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率，重新根據(jù)過調(diào)功率計算頻率變化量和可調(diào)機組功率增量。625.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整計算過程計算過程* LNGNLLGiGiNNPPKKKKff0*, , ( %),LLGiGNiLNPKKorPP已知：已知：求解：求解：f解：解：SLGiKKK635.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整計算過程計算過程LOSPfK LLPKfGiGiPKf

34、 功率頻率的變化量：功率頻率的變化量：功率增大為正功率增大為正頻率上升為正頻率上升為正645.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整計算過程計算過程l假設(shè)已知初始功率和頻率000,GiLPPfl則一次調(diào)頻結(jié)束后的實際功率和頻率：0fff0LLLPPP 0GiGiGiPPP 655.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整計算過程計算過程l假設(shè)存在過調(diào)機組GiGNiPPl功率的二次分配過程：01GiGNiGiGiGiPPPPfK 功率一次分配時的頻率功率一次分配時的頻率665.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整計算過程計算過程11101SSLLSPKfPPP 1121SSGiLSKKKPfK 功率二

35、次分配時的頻率增量功率二次分配時的頻率增量系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率修正系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率修正675.3.3 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整計算過程計算過程1f2ff1GK0GKGNiP0LP1LP685.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整l5.3.1 頻率調(diào)整的必要性l5.3.2 自動調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)特性l5.3.3 頻率的一次調(diào)整l5.3.4 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整l5.3.5 頻率調(diào)整廠的選擇695.3.4 頻率的二次調(diào)整一一次次曲曲線線平平移移705.3.4 頻率的二次調(diào)整u操作調(diào)頻器使發(fā)電機組增發(fā)操作調(diào)頻器使發(fā)電機組增發(fā)PG0u新運行點為新運行點為O點點u頻率偏差為：頻率偏差為：ffu無差調(diào)節(jié)運行點為無

36、差調(diào)節(jié)運行點為A點點715.3.4 頻率的二次調(diào)整u負荷突然負荷突然增大量增大量= =發(fā)電機組發(fā)電機組二次調(diào)整二次調(diào)整增加功率增加功率 + +一次調(diào)整一次調(diào)整增加功率增加功率 - - 負荷自身負荷自身減少的功率減少的功率SLGGoLoKKKfPP LoGoGLGoGLPPPPPKfKf 725.3.4 頻率的二次調(diào)整un n臺機組進行臺機組進行一次調(diào)整，一次調(diào)整，第第n n臺機組進行臺機組進行二次調(diào)整二次調(diào)整SLGNGnoLoKKKfPP u功率缺額功率缺額LoLoGnoPPP LoSPKf u雷同一次調(diào)頻雷同一次調(diào)頻735.3.4 頻率的二次調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率圖圖5-29

37、5-29 兩個系統(tǒng)的聯(lián)合兩個系統(tǒng)的聯(lián)合KAPGAPLAPabABKBPGBPLB745.3.4 頻率的二次調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率l定義： KA、 KB（聯(lián)合前A、B兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率）， PLA 、 PLB為A、B兩系統(tǒng)負荷功率突變量；PGA、 PGB為A、B兩系統(tǒng)二次調(diào)整功率變量； Pab為聯(lián)絡(luò)線上交換功率變量； PA 、 PB為A、B兩系統(tǒng)功率缺額變量；PA =PLA -PGA，PB =PLB -PGB755.3.4 頻率的二次調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率AAAfKP BBBfKP fKPPAabA fKPPBabB 聯(lián)絡(luò)線的功率從A到B。對A系統(tǒng)，相當(dāng)于負荷。對B

38、系統(tǒng)，相當(dāng)于電源。聯(lián)合前 聯(lián)合后電源負荷765.3.4 頻率的二次調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率頻率偏差頻率偏差BABAKKPPf BAABBAabKKPKPKP 交換功率交換功率775.3.4 頻率的二次調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整與聯(lián)絡(luò)線的功率討論討論PA =0=0，聯(lián)絡(luò)線功率從，聯(lián)絡(luò)線功率從A A到到B B。PB =0=0，聯(lián)絡(luò)線功率從，聯(lián)絡(luò)線功率從B B到到A A。PB =-=-PA， f=0，Pab = - -PA B系統(tǒng)系統(tǒng)功率缺額完全由功率缺額完全由A系統(tǒng)系統(tǒng)增發(fā)的功率所抵償，可增發(fā)的功率所抵償，可實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，由實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，由A A經(jīng)聯(lián)絡(luò)線輸送到經(jīng)聯(lián)絡(luò)線輸送到B B的功率較大。的功率較大。785.3.5 頻率調(diào)整廠的選擇頻率調(diào)整廠的選擇(1)(1)調(diào)頻廠應(yīng)滿足的要求調(diào)頻廠應(yīng)滿足的要求u調(diào)整容量足夠大調(diào)整容量足夠大u調(diào)整速度足夠快調(diào)整速度足夠快u調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟性能較好調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟性能較好u調(diào)整時不至引起系統(tǒng)內(nèi)部或聯(lián)絡(luò)線工作困難調(diào)整時不至引起系統(tǒng)內(nèi)部或聯(lián)絡(luò)線工作困難( (不是決不是決定因素，必要時用其它措施解決）定因素，必要時用其它措施解決）795.3.5 頻率調(diào)整廠的選擇頻率調(diào)整廠的選擇(2)(2)調(diào)