電力系統(tǒng)自動化第3章電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)ppt課件

1、第3章 電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)理.本章主要內(nèi)容第一節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻第四節(jié) 電力系統(tǒng)低頻減載第五節(jié) 功率頻率控制系統(tǒng)的模型與仿真.第一節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性學(xué)習(xí)目的：了解電力系統(tǒng)頻率及有功功率控制的必要性；了解頻率調(diào)理的原理；掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率頻率特性；了解調(diào)速器的任務(wù)原理，掌握配有調(diào)速器的發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性，以及發(fā)電機(jī)組的頻率調(diào)理特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)系；掌握電力系統(tǒng)的頻率特性；.第一節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性補(bǔ)充回想：一、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性(一)頻率對電力用戶的影響1、電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機(jī)轉(zhuǎn)

2、速變化，這會使得電動機(jī)所驅(qū)動的加工工業(yè)產(chǎn)品的機(jī)械的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。2、電力系統(tǒng)頻率動搖會影響某些丈量和控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能，頻率過低時有些設(shè)備甚至無法任務(wù)。 這對一些重要工業(yè)和國防是不能允許的。3、電力系統(tǒng)頻率降低會使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低，導(dǎo)致其所帶動機(jī)械的轉(zhuǎn)速和出力降低，影響電力用戶設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。.(二)頻率對電力系統(tǒng)的影響1、頻率下降時，汽輪機(jī)葉片的振動會變大，輕那么影響運用壽命，重那么能夠產(chǎn)生裂紋。 對于額定頻率為50HZ的電力系統(tǒng)。當(dāng)頻率低到45HZ附近時，某些汽輪機(jī)的葉片能夠因發(fā)生共振而斷裂，呵斥艱苦事故。2、頻率下降到4748HZ時，由異步電功機(jī)驅(qū)動的送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)

3、、給水泵、循環(huán)水泵和磨煤機(jī)等火電廠廠用機(jī)械的出力隨之下降，使火電廠鍋爐和汽輪機(jī)的出力隨之下降，從而使火電廠發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率下降，這種趨勢假設(shè)不能及時制止，就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許的程度，這種景象稱為頻率雪崩。 出現(xiàn)頻率雪崩會呵斥大面積停電，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。.3、在核電廠中，反響堆冷卻介質(zhì)泵對供電頻率有嚴(yán)厲要求。當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時，冷卻介質(zhì)泵即自動跳開，使反響堆停頓運轉(zhuǎn)。4、電力系統(tǒng)頻率下降時，異步電動機(jī)和變壓器的勵磁電流添加，使異步電動機(jī)和變壓器的無功耗費添加，引起系統(tǒng)電壓下降。頻率下降還會引起勵磁機(jī)出力下降，并使發(fā)電機(jī)電勢下降，導(dǎo)致全系統(tǒng)電壓程度降低。假設(shè)電力系統(tǒng)

4、原來的電壓程度偏低，在頻率下降到一定值時能夠出現(xiàn)電壓快速而不斷地下降，即所謂電壓雪崩景象。 出現(xiàn)電壓雪崩會呵斥大面積停電，甚至使系統(tǒng)瓦解。(二)頻率對電力系統(tǒng)的影響.1、維持電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi) 電力系統(tǒng)頻率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運轉(zhuǎn)的一切發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)一切負(fù)荷耗費(包括網(wǎng)損)的有功功率總和之間的平衡來維持的。二、電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性.2. 提高電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度包括兩個方面：第一，在某一負(fù)荷情況下，哪些機(jī)組投入電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)； 需求思索發(fā)電機(jī)組的效率、各種發(fā)電機(jī)組(水電、火電、核電)的協(xié)調(diào)、電力系統(tǒng)網(wǎng)損等問題，目的是提高電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性，降

5、低電能本錢。第二，確定該負(fù)荷情況下并聯(lián)運轉(zhuǎn)機(jī)組的有功出力。 前者是發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題，后者是有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配問題。.3、保證結(jié)合電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn) 電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷地擴(kuò)展，曾經(jīng)出現(xiàn)了將幾個區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)在一同組成的結(jié)合電力系統(tǒng)。 有的結(jié)合電力系統(tǒng)實行分區(qū)域控制，要求不同區(qū)域系統(tǒng)間交換的電功率和電量按事先商定的協(xié)議進(jìn)展。這時電力系統(tǒng)有功功率控制要對不同區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線上經(jīng)過的功率和電量實行控制。 電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制是親密相關(guān)和不可分割的，應(yīng)一致思索并協(xié)同控制。.一、概述1、并列運轉(zhuǎn)的每一臺發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率的關(guān)系為：P發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子極對數(shù)n 發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)數(shù)r/minf電力系

6、統(tǒng)頻率Hz顯然，電力系統(tǒng)的頻率控制實踐上就是調(diào)理發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速！ 第一節(jié) 電力系統(tǒng)的頻率特性.2、頻率調(diào)理的原理1正常運轉(zhuǎn)時：假設(shè)系統(tǒng)中有 m 臺機(jī)組，各機(jī)組原動機(jī)的輸入總功率為：G1G2Gm 系統(tǒng)各機(jī)組的發(fā)電功率總輸出為：當(dāng)忽略機(jī)組內(nèi)部損耗時，輸入輸出功率平衡：.2負(fù)荷忽然添加PL時： 使發(fā)電機(jī)組輸出功率添加PL , 但由于機(jī)械慣性，輸入功率來不及做出反響， 此時：2、頻率調(diào)理的原理機(jī)組只需把轉(zhuǎn)子的一部分動能轉(zhuǎn)換成電功率，致使機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，系統(tǒng)頻率下降。為了堅持功率平衡Wki各機(jī)組的動能G1G2Gm 系統(tǒng).設(shè)機(jī)組運轉(zhuǎn)在a點，機(jī)組以轉(zhuǎn)速na穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。當(dāng)負(fù)荷添加時，發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩特性曲線向上方平

7、移設(shè)移到曲線MG2的位置。假設(shè)此時不調(diào)理進(jìn)入原動機(jī)的動力元素(蒸汽或水),機(jī)組調(diào)速器不動作，那么原動機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性仍為曲線MT1。機(jī)組就會在新的平衡點b以轉(zhuǎn)速nb穩(wěn)定運轉(zhuǎn).用圖示闡明：這闡明，即使沒有調(diào)速器參與調(diào)理原動機(jī)的輸入功率，機(jī)組也可以從一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)工況過渡到另一個穩(wěn)定工況運轉(zhuǎn)。這種才干稱為自平衡才干或調(diào)理才干。轉(zhuǎn)速nb遠(yuǎn)離了原來的轉(zhuǎn)速na。這闡明僅僅依托機(jī)組的自平衡才干進(jìn)展調(diào)理，機(jī)組的轉(zhuǎn)速(頻率)會在較大范圍內(nèi)變化。.電力系統(tǒng)的負(fù)荷是不斷變化的，而原動機(jī)輸入功率的改動較緩慢，因此系統(tǒng)中頻率的動搖是難免的。結(jié)論：電力系統(tǒng)頻率的變化是由于發(fā)電機(jī)的負(fù)荷與原動機(jī)輸入功率之間失去平衡所致，調(diào)頻

8、與有功功率的調(diào)理是分不開的。.3、電力系統(tǒng)負(fù)荷的變動情況電力系統(tǒng)負(fù)荷變動情況負(fù)荷分類：一是變化周期普通小于10s的隨機(jī)分量；二是變化周期在10s3min之間的脈動分量；三是變化周期在3min以上的繼續(xù)分量，負(fù)荷預(yù)測預(yù)告這一部分。第一種負(fù)荷變化引起的頻率偏移，利用調(diào)速器來調(diào)整原動機(jī)的輸入功率，這稱為頻率的一次調(diào)整。第二種負(fù)荷變化引起的頻率偏移較大，必需由調(diào)頻器參與控制和調(diào)整，這稱為頻率的二次調(diào)整。第三種負(fù)荷變化，調(diào)度部門的方案內(nèi)負(fù)荷，這稱為頻率的三次調(diào)整。.二、電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率頻率特性1、負(fù)荷的功率頻率特性定義：當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷也要隨著改動，即這種有功負(fù)荷隨頻率而改動的特性

9、稱為負(fù)荷的功率頻率特性，即負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。.2、電力系統(tǒng)的負(fù)荷類型按負(fù)荷與頻率的關(guān)系分類：(1) 與頻率變化無關(guān)的負(fù)荷如白熾燈、電弧爐、電阻爐和整流負(fù)荷等。(2) 與頻率成正比的負(fù)荷如切削機(jī)床、球磨機(jī)、緊縮機(jī)和卷揚機(jī)等。這類負(fù)荷占有較大比重。(3) 與頻率的二次方成比例的負(fù)荷如變壓器中的渦流損耗。這種損耗在電網(wǎng)有功損耗中所占比重較小。(4) 與頻率的三次方成比例的負(fù)荷如通風(fēng)機(jī)、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等。(5) 與頻率的更高次方成比例的負(fù)荷如靜水頭阻力很大的給水泵等。.3、負(fù)荷的功率頻率特性方程式fN 額定頻率；PL 系統(tǒng)頻率為f時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；PLN 系統(tǒng)頻率為額定值fN時，整個

10、系統(tǒng)的有功負(fù)荷；a0，a1，an各類負(fù)荷占PLN的比例系數(shù)?；蓸?biāo)么值的方式.將上式除以PLN，那么得標(biāo)么值方式，即 當(dāng)系統(tǒng)的頻率為額定值時:通常與頻率變化三次方以上成正比的負(fù)荷很少，可忽略其影響。于是.4、負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷的組成及性質(zhì)確定后，負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性方程也就確定了，因此也可以用曲線來表示，如下圖：由圖可知：在系統(tǒng)頻率下降時，系統(tǒng)負(fù)荷從系統(tǒng)取用的有功功率下降。假設(shè)系統(tǒng)的頻率升高，系統(tǒng)負(fù)荷從系統(tǒng)取用的有功功率將增大。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組的輸入功率和負(fù)荷功率間失去平衡時，系統(tǒng)負(fù)荷也參與了調(diào)理作用，這種特性有利于系統(tǒng)中有功功率在另一頻率下重新平衡。這種景象稱為負(fù)荷的頻率調(diào)理效應(yīng)。 通

11、常用負(fù)荷的頻率調(diào)理效應(yīng)系數(shù)KL*來衡量負(fù)荷調(diào)理效應(yīng)的大小。.5、負(fù)荷的頻率調(diào)理效應(yīng)系數(shù)KL*由上式可知，系統(tǒng)的KL*值決議于負(fù)荷的性質(zhì)，它與各類負(fù)荷所占總負(fù)荷的比例有關(guān)。而KL*定義：綜合負(fù)載的功率-頻率特性近似表達(dá)式：. 根據(jù)國內(nèi)外一些實例，負(fù)荷的靜態(tài)特性曲線在額定頻率附近4851HZ接近于一條直線，如下圖。直線的斜率為：.是調(diào)度部門必需掌握的一個數(shù)據(jù)！闡明： 1負(fù)荷的頻率效應(yīng)起到減輕系統(tǒng)能量不平衡的作用。 3電力系統(tǒng)允許頻率變化的范圍很小，為此負(fù)荷功率與頻率的關(guān)系曲線可近似地視為具有不變斜率的直線。這斜率即為 。 4闡明系統(tǒng)頻率變化1%時，負(fù)荷功率變化的百分?jǐn)?shù)。 5對于不同的電力系統(tǒng)， 值

12、也不一樣。普通 =13。即使是同一系統(tǒng)的 ，也隨季度及晝夜交替導(dǎo)致負(fù)荷組成的改動而變化。.三、發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性取決于調(diào)速系統(tǒng)的特性。 當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷變化引起頻率改動時，發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)，改動原動機(jī)進(jìn)汽量(或進(jìn)水量)，調(diào)理發(fā)電機(jī)組的輸入功率以順應(yīng)負(fù)荷的需求。發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性定義： 通常把由于頻率變化而引起發(fā)電機(jī)組輸出功率變化的關(guān)系稱為發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性或調(diào)理特性。.一機(jī)械式調(diào)速器簡介E、F下降至E、F，活塞提升，汽門提升，進(jìn)汽量添加轉(zhuǎn)速就會上升。 當(dāng)機(jī)組因負(fù)荷添加而轉(zhuǎn)速下降時：活塞調(diào)理氣閥錯油門從鍋爐來的蒸汽1兩個重錘開度減小A降至A C點尚未挪動B點降至

13、BD點代表有伺服電動機(jī)控制的轉(zhuǎn)速整定元件的nDEF，它不會因轉(zhuǎn)速而變動。活塞.2轉(zhuǎn)速上升后重錘開度添加A、B、E、F各點也隨之不斷改動；這個過程要到C點升到某一位置時，比如C ，即汽門開大到某一位置時，機(jī)組的轉(zhuǎn)速經(jīng)過重錘的開度使杠桿DEF重新回復(fù)到使的活門完全封鎖的位置時才會終了，這時B點就回到原來的位置。 3由于C上升了，所以A必定低于A。這闡明調(diào)速過程終了時，出力添加，轉(zhuǎn)速稍有降低。4調(diào)速器是一種有差調(diào)理器。5經(jīng)過伺服電動機(jī)改動D點的位置，就可以到達(dá)將調(diào)速器特性上下平移的目的?；钊?二發(fā)電機(jī)組的功率頻率靜態(tài)特性反映調(diào)整過程終了后發(fā)電機(jī)輸出功率和頻率關(guān)系的曲線稱為發(fā)電機(jī)組的功率頻率靜態(tài)特性，

14、可以近似的表示為一條直線：在特性曲線上任取兩點，我們定義機(jī)組的靜態(tài)調(diào)差系數(shù)：負(fù)號表示發(fā)電機(jī)輸出功率的變化和頻率的變化符號相反。 .三發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)差系數(shù)R用標(biāo)么值表示：稱為發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)理方程。.發(fā)電機(jī)組的功率頻率靜態(tài)特性系數(shù)KG*在計算功率與頻率的關(guān)系時，經(jīng)常采用調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)。普通發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)或單位調(diào)理功率，可采用以下數(shù)值： 對汽輪發(fā)電機(jī)組 R*=(46)% 或KG * = 6.16 25； 對水輪發(fā)電機(jī)組R*=(24)% 或KG * =25 50；與KL不同的是KG可以人為調(diào)理整定，但其大小，即調(diào)整范圍受機(jī)組調(diào)速機(jī)構(gòu)的限制。KG*發(fā)電機(jī)的功率-頻率特性系數(shù)，或原動機(jī)的單位調(diào)理功率

15、。.四調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)系 假設(shè)此時系統(tǒng)總負(fù)荷為PL，如線段CB的長度所示：以兩臺發(fā)電機(jī)組為例，分析并列運轉(zhuǎn)時有功功率的分配情況： 曲線1代表1號發(fā)電機(jī)組的調(diào)理特性， 曲線2代表2號發(fā)電機(jī)組的調(diào)理特性。系統(tǒng)頻率為fN時:1號發(fā)電機(jī)組承當(dāng)?shù)呢?fù)荷為P1，2號發(fā)電機(jī)組承當(dāng)?shù)呢?fù)荷為P2，于是有:.當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷添加，經(jīng)過調(diào)速器調(diào)理后，系統(tǒng)頻率穩(wěn)定在f1，這時1號發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷為P1，添加了P1；2號發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷為P2，添加了P2；兩臺發(fā)電機(jī)組的增量之和為PL 。. 結(jié)論： 當(dāng)發(fā)電機(jī)組的功率增量用各自的標(biāo)么值表示時，發(fā)電機(jī)組間的功率分配與機(jī)組的調(diào)差系數(shù)成反比，與單位調(diào)理功率成正比。 調(diào)差系數(shù)

16、小的機(jī)組承當(dāng)?shù)呢?fù)荷增量標(biāo)么值就會增大，而調(diào)差系數(shù)大的機(jī)組承當(dāng)?shù)呢?fù)荷增量標(biāo)么值就會變小。 在電力系統(tǒng)中，假設(shè)沒有調(diào)理容量的發(fā)電機(jī)，那么取該機(jī)組的單位調(diào)理功率為零。電力系統(tǒng)中一切機(jī)組的調(diào)速器都為有差調(diào)理，由它們共同承當(dāng)負(fù)荷的動搖。.2、 調(diào)理特性的失靈區(qū)(1)失靈區(qū)的構(gòu)成以上討論中，都是假定機(jī)組的調(diào)理特性是一條理想的直線。但是實踐上，由于丈量元件的不靈敏性，對微小的轉(zhuǎn)速變化不能反響，特別是機(jī)械式調(diào)速器更為明顯。也就是說調(diào)速器具有一定的失靈區(qū)，因此調(diào)理特性實踐上是一條具有一定寬度的帶子，如圖6.8所示。失靈區(qū)的寬度可以用失靈度來描畫： 即 -調(diào)速器不能分辨的最大頻率誤差 f1f2fN.(2)失靈區(qū)的

17、影響由于調(diào)速器的頻率調(diào)理特性是條帶子，因此會導(dǎo)致各并聯(lián)運轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)組間有功功率的分配產(chǎn)生誤差。對應(yīng)于一定的失靈度,最大誤差功率與調(diào)差系數(shù)R存在如下關(guān)系:而f1f2fN.1PW*與失靈度成正比，而與調(diào)差系數(shù)成反比。過小的調(diào)差系數(shù)將會引起較大的功率分配誤差，所以調(diào)差系數(shù)R的值不能太小。2不靈敏區(qū)的存在雖然會引起一定的功率誤差或頻率誤差。但是，不靈敏區(qū)不能太小或完全沒有。由于當(dāng)不靈敏區(qū)不能太小或完全沒有，當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生微小動搖時，調(diào)速器也要調(diào)理，這樣會使閥門的調(diào)理過分頻繁。通常：汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的不靈敏區(qū)為0.1%0.5%； 水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的不靈敏區(qū)為0.1%0.7%。最大誤差功率與調(diào)差系數(shù)的

18、關(guān)系:結(jié)論：f1f2fN.四、電力系統(tǒng)的頻率特性發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性與負(fù)荷的功率、頻率特性曲線的交點就是電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)點。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)組、輸電網(wǎng)絡(luò)及負(fù)荷組成，假設(shè)把輸電網(wǎng)絡(luò)的功率損耗看成是負(fù)荷的一部分，那么電力系統(tǒng)功率頻率關(guān)系可簡化為如下圖。在頻率穩(wěn)態(tài)為f 時:.四、電力系統(tǒng)的頻率特性以一臺發(fā)電機(jī)組和一個負(fù)荷的情況為例引見：負(fù)荷和發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)特性如圖6.9所示。1、正常運轉(zhuǎn)時：發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性與負(fù)荷的功率-頻率特性曲線相交于1點。對應(yīng)的頻率為fN，功率為PL1。在頻率為fN時，發(fā)電機(jī)的輸出功率和負(fù)荷功率到達(dá)了平衡。圖6.9 電力系統(tǒng)功率-頻率特性.2、當(dāng)系統(tǒng)中的負(fù)荷添

19、加PL時: 即負(fù)荷由PL1添加到PL2，也就是將PL1(f)曲線平行移到PL2(f)曲線，1假設(shè)此時系統(tǒng)內(nèi)的一切機(jī)組均無調(diào)速器： 機(jī)組的輸入功率恒定為PT且等于PL1，那么系統(tǒng)頻率將逐漸下降，負(fù)荷所取用的有功功率也將逐漸減小。 依托負(fù)荷調(diào)理效應(yīng)系統(tǒng)到達(dá)新的平衡， 運轉(zhuǎn)點移到圖中2點。圖6.9 電力系統(tǒng)功率-頻率特性頻率穩(wěn)定值下降到f2，系統(tǒng)負(fù)荷所取用的有功功率依然為原來的PL1值。在這種情況下，頻率偏向值f決議于PL值的大小，普通是相當(dāng)大的。f.2實踐上各發(fā)電機(jī)組均裝有調(diào)速器 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷添加，頻率開場下降后，調(diào)速器動作，以添加機(jī)組的輸入功率PT。 經(jīng)過一段時間后，運轉(zhuǎn)點穩(wěn)定在3點，這時系統(tǒng)負(fù)荷

20、所取用的功率為PL3，其值小于額定頻率下所需的功率PL2，頻率穩(wěn)定在f3。此時的頻率偏向f比無調(diào)速器時小得多。此時，發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率為：負(fù)荷的頻率調(diào)理效應(yīng)所產(chǎn)生的負(fù)荷功率變化為：f負(fù)荷功率的實踐增量為：負(fù)荷增量應(yīng)同發(fā)電機(jī)組的功率增量相平衡，即：.上式闡明，系統(tǒng)負(fù)荷添加時，在發(fā)電機(jī)組功頻特性和負(fù)荷本身的調(diào)理效應(yīng)共同作用下，又到達(dá)了新的平衡。一方面，負(fù)荷添加，頻率下降，發(fā)電機(jī)組按照有差調(diào)理特性添加輸出；另一方面，負(fù)荷實踐取用的功率也因頻率下降而有所減少。 K稱為系統(tǒng)的功頻特性系數(shù), 或系統(tǒng)的單位調(diào)理功率。.五、電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 1、一次調(diào)頻的概念： 當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化引起系統(tǒng)頻率變化時，系

21、統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運轉(zhuǎn)機(jī)組的調(diào)速器會根據(jù)電力系統(tǒng)頻率變化自動調(diào)理進(jìn)入它所控制的原動機(jī)的動力元素，改動輸入原動機(jī)的功率，使系統(tǒng)頻率維持在某一值運轉(zhuǎn)，這就是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整，也稱為一次調(diào)頻。一一次調(diào)頻. 2、一次調(diào)頻的情況:f結(jié)論：以K*為根底的一次調(diào)頻的作用是有限的，它只適用于變化幅值小、變化周期短的負(fù)荷，對于變化幅值較大、變化周期較長的負(fù)荷。一次調(diào)頻不能保證頻率偏移在運轉(zhuǎn)范圍之內(nèi)。在這種情況下，需求發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)調(diào)頻器來進(jìn)展頻率的二次調(diào)整。.二二次調(diào)頻 1、二次調(diào)頻概念： 當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變動引起頻率變化時，利用同步器調(diào)頻器平移機(jī)組工頻特性來調(diào)理系統(tǒng)頻率，稱為電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)理，也稱為二次調(diào)頻

22、。. 經(jīng)過伺服電動機(jī)改動D點的位置，就可以到達(dá)將調(diào)速器特性上下平移的目的。 當(dāng)轉(zhuǎn)速給定安裝推進(jìn)D點向上挪動時，由于機(jī)組轉(zhuǎn)速和油動機(jī)活塞的位置尚未來的及變化，A,B,C,F各點都不會動。 這樣，D點向上挪動，就以F點為軸推進(jìn)E點向下挪動，引起錯油門凸肩下移，壓力油進(jìn)入油動機(jī)活塞下腔，引起閥門開度增大，機(jī)組轉(zhuǎn)速添加，A點上移,C、F點上移，E點上移，直到錯油門完全堵住高壓油入口，調(diào)理過程終了。顯然調(diào)理過程終了后，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速升高了。D.進(jìn)展二次調(diào)頻時：在同步器的作用下，機(jī)組的功頻特性上移到PG2(f)，運轉(zhuǎn)點也隨之移到3點，此時的頻率為f3。由圖6.10可知，系統(tǒng)負(fù)荷的增量PL =PL2-PL1

23、由三部分組成，可表示為：PG由二次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率增量(圖中45段)-KGf由一次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率增量(圖中14 段)； -KLf由負(fù)荷本身的調(diào)理效應(yīng)所得到的功率增量(圖中56段)。 2、調(diào)理過程當(dāng)負(fù)荷添加PL =PL2-PL1時，即負(fù)荷由PL1添加到PL2時，未進(jìn)展二次調(diào)頻時：運轉(zhuǎn)點將移到2點，系統(tǒng)頻率將下降到f2，.進(jìn)一步進(jìn)展二次調(diào)頻時：在同步器的作用下，機(jī)組的功頻特性上移到PG3(f)，運轉(zhuǎn)點也隨之移到6點，此時的頻率恢復(fù)為fN ，這樣就實現(xiàn)了無差調(diào)理。 結(jié)論1：經(jīng)過二次調(diào)理，系統(tǒng)負(fù)荷的變化PL就完全由等效機(jī)組輸入功率的添加承當(dāng)了，即：.結(jié)論2：1在多臺發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運

24、轉(zhuǎn)的電力系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)荷變化時，配置了調(diào)速器的機(jī)組，只需還有可調(diào)的容量，都毫無例外地按靜態(tài)特性參與頻率的一次調(diào)整。2而頻率的二次調(diào)整普通只是由一臺或少數(shù)幾臺發(fā)電機(jī)組(一個或幾個廠)承當(dāng)，這些機(jī)組(廠)稱為主調(diào)頻機(jī)組(廠)。.例3-1 兩個發(fā)電單元，額定功率分別為250MW和400MW,調(diào)差系數(shù)分別為6.0%和6.4%，兩個發(fā)電單元并行向500MW 負(fù)荷供電，假定調(diào)速器以各自的調(diào)差系數(shù)運轉(zhuǎn)，試求各自承當(dāng)?shù)呢?fù)荷。解：將兩個發(fā)電單元的調(diào)速器調(diào)差系數(shù)轉(zhuǎn)化為同一基準(zhǔn)容量下的值基準(zhǔn)容量為1000MVA).例3-2 一個區(qū)域有兩個發(fā)電單元，見表3-1，這兩個單元并聯(lián)運轉(zhuǎn)，在額定頻率下提供700MW的功率，其中

25、單元1提供200MW,其中單元1提供500MW,先添加負(fù)荷130MW。系統(tǒng)初始頻率為f0=60HZ.(1)假定沒有頻率敏感型負(fù)荷，即=0，試求穩(wěn)態(tài)頻率偏向和兩個發(fā)電單元新的發(fā)電量。 2頻率變化1%時，負(fù)荷變化率為0.804%，即=0.804，試求穩(wěn)態(tài)頻率偏向和每個發(fā)電單元新的發(fā)電量。解：將兩個發(fā)電單元的調(diào)速器調(diào)差系數(shù)轉(zhuǎn)化為同一基準(zhǔn)容量下的值基準(zhǔn)容量為1000MVA)單元號額定容量調(diào)差系數(shù)1400MVA4%2800MVA5%負(fù)荷變化量.1由于=0，穩(wěn)態(tài)頻率偏向標(biāo)幺值為：因此，穩(wěn)態(tài)頻率偏向為：新的頻率為：兩個單元的發(fā)電變化量分別為：.1當(dāng)=0.804時，穩(wěn)態(tài)頻率偏向標(biāo)幺值為：因此，穩(wěn)態(tài)頻率偏向為：

26、新的頻率為：兩個單元的發(fā)電變化量分別為：負(fù)荷功率變化：.本節(jié)小結(jié)掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率頻率特性的概念、方程式，掌握負(fù)荷調(diào)理效應(yīng)系數(shù)的含義。掌握發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性的概念、方程式，掌握發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)和功率頻率靜態(tài)特性系數(shù)的含義，掌握調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)系；了解調(diào)理特性的失靈區(qū)對靜態(tài)特性的影響；掌握電力系統(tǒng)功頻特性的概念，電力系統(tǒng)功頻特性系數(shù)的含義。掌握電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的概念。.第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式 主要內(nèi)容：了解調(diào)頻有哪幾種方法；掌握積差調(diào)頻方法；掌握改良積差調(diào)頻方法；. 留意：調(diào)頻指的是二次調(diào)頻：利用自動改動功率給定值PC，即上下平移調(diào)速器的調(diào)理特性來

27、調(diào)理系統(tǒng)頻率。調(diào)速器的控制電動機(jī)稱為同步器或調(diào)頻器。第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式.第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式.第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式一、電力系統(tǒng)自動調(diào)頻方法 1有差調(diào)頻法 2主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法 3積差調(diào)理法.第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式一、有差調(diào)頻法 有差調(diào)頻法指系統(tǒng)中的調(diào)頻機(jī)組用有差調(diào)頻器并聯(lián)運轉(zhuǎn)，到達(dá)系統(tǒng)調(diào)頻的目的。 1、調(diào)頻方程式： 有差調(diào)頻器的穩(wěn)態(tài)任務(wù)特性可以用下式表示， 即 f 、Pref調(diào)頻過程終了時系統(tǒng)頻率的增量與 調(diào) 頻機(jī)組有功功率的增量。 R 有差調(diào)頻器的調(diào)差系數(shù).第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式2、調(diào)頻過程： 調(diào)頻器的調(diào)整是向著滿足調(diào)頻方程式的方 向進(jìn)展的。 .第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式3、機(jī)組間

28、有功功率的分配： 當(dāng)系統(tǒng)中有 n 臺機(jī)組參與調(diào)頻 ：設(shè)系統(tǒng)的負(fù)荷增量即方案外的負(fù)荷為PL，那么調(diào)理過程終了時，必有 ：上式也可以寫為 ：那么每臺調(diào)頻機(jī)組所承當(dāng)?shù)姆桨竿庳?fù)荷為： . 4、優(yōu)缺陷： 1各機(jī)組同時參與調(diào)頻，沒有先后之分 ；2方案外負(fù)荷在調(diào)頻機(jī)組間是按一定的比例分配的 ；3頻率穩(wěn)定值的偏向較大。負(fù)荷增量越大，頻率的偏向值也就越大。 第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式.第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式二、主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法無差調(diào)頻器雖具有頻率偏向值為零的優(yōu)點，但無差調(diào)頻器不能并聯(lián)運轉(zhuǎn)。為此，只可在一臺主要的調(diào)頻機(jī)組上運用無差調(diào)頻器，而在其他的調(diào)頻機(jī)組上均只安裝功率分配器，這樣的調(diào)頻方法稱為主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法。 1、調(diào)

29、頻方程式： .第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式.第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式.4、優(yōu)缺陷： 1各調(diào)頻機(jī)組間的出力也是按照一定的比例分配 的。 2在無差調(diào)頻器為主導(dǎo)調(diào)頻器的主要缺陷是各機(jī)組 在調(diào)頻過程中的作用有先有后，缺乏“同時性。穩(wěn)態(tài)性能較好，但動態(tài)性能不夠理想。 第二節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式.二、積差調(diào)頻法同步時間法積差調(diào)理法是根據(jù)系統(tǒng)頻率偏向的累積值調(diào)理頻率的。1、先假定系統(tǒng)中由一臺發(fā)電機(jī)組進(jìn)展頻率積差：1調(diào)理方程式為：系統(tǒng)頻率偏向；調(diào)頻機(jī)組的有功出力增量；調(diào)頻功率比例系數(shù)；積分控制增益。.2調(diào)理過程在0t1時段內(nèi)：f=fN，f=0，那么有設(shè)t1時出現(xiàn)了方案外負(fù)荷增量:在t1 t2時段內(nèi)：ffN，ffN，

30、f 0，即調(diào)頻機(jī)組有功出力減小，直至t4時辰，調(diào)頻機(jī)組出力增量又與方案外負(fù)荷變化相等，調(diào)理過程又一次終了。.(3)積差調(diào)理法的特點 隨著負(fù)荷的變化，頻率發(fā)生變化，產(chǎn)生頻率偏向，即 。 就不斷積累，調(diào)頻器動作挪動調(diào)速器調(diào)理特性，改動進(jìn)入機(jī)組的進(jìn)汽(或進(jìn)水)量，使頻率力求恢復(fù)額定值，頻率調(diào)理過程只能在f=0時終了。 此時系統(tǒng)中的功率到達(dá)新的平衡。 推行到電力系統(tǒng)中，采用多臺發(fā)電機(jī)組進(jìn)展積差調(diào)頻時，調(diào)理方程式為：.2 、采用多臺發(fā)電機(jī)組進(jìn)展積差調(diào)頻時： 1調(diào)理方程式為 由于各機(jī)組的f是相等的。設(shè)系統(tǒng)方案外負(fù)荷為PL ，那么 式6-38.(2)每臺調(diào)頻機(jī)組承當(dāng)?shù)姆桨竿庳?fù)荷為:上式闡明，調(diào)理過程終了后，

31、各調(diào)頻發(fā)電機(jī)組按一定比例分擔(dān)了系統(tǒng)方案外負(fù)荷，使系統(tǒng)有功功率重新平衡，實現(xiàn)了無差調(diào)理。第i臺調(diào)頻機(jī)組的有功功率分配系數(shù).3、積差調(diào)理法的缺陷：頻率的積差信號滯后于頻率瞬時值的變化，因此調(diào)理過程緩慢。不能保證頻率的瞬時偏向在規(guī)定范圍內(nèi)。4、改良：通常不單純采用積差調(diào)理，而是采用在頻率積差調(diào)理的根底上，添加頻率瞬時偏向調(diào)理信號，構(gòu)成改良的頻率積差調(diào)理方程。.三、改良的頻率積差調(diào)頻法1、調(diào)頻方程式在頻率積差調(diào)理的根底上添加頻率瞬時偏向的信息 PCi第i臺機(jī)組承當(dāng)?shù)墓β收{(diào)理量；Ri第i臺機(jī)組的調(diào)差系數(shù)；i第i 臺機(jī)組調(diào)理功率的分配系數(shù)， k系統(tǒng)功率與頻率的轉(zhuǎn)換系數(shù)；.2、調(diào)頻過程 當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時，按

32、f 啟動的調(diào)速器會使按積差任務(wù)的調(diào)頻器先進(jìn)展大幅度的調(diào)整 ,但不會到達(dá)額定頻率； 到頻差累積到一定值時，調(diào)頻器會取代調(diào)速器的任務(wù)特性，使調(diào)頻按照式6-38調(diào)理，使頻率穩(wěn)定在 fN 。.在調(diào)理過程終了時f 必需為零。方案外負(fù)荷調(diào)理量:每臺機(jī)組分擔(dān)的容量：調(diào)理過程終了后，方案外負(fù)荷按照一定比例在調(diào)頻機(jī)組間進(jìn)展分配。即.四、積差調(diào)頻的實現(xiàn) 積差調(diào)理法維持系統(tǒng)頻率的精度取決于各調(diào)頻機(jī)組的頻差積分信號數(shù)值 的一致性。一集中調(diào)頻制積差調(diào)理法的頻差積分信號在電網(wǎng)調(diào)度中心集中產(chǎn)生，即裝設(shè)一套高精度頻率發(fā)生器集中產(chǎn)生積差信號，從而確定各調(diào)頻電廠應(yīng)該承當(dāng)?shù)呢?fù)荷變化量，經(jīng)過遠(yuǎn)動通道送給各調(diào)頻電廠，各調(diào)頻電廠再根據(jù)運

33、轉(zhuǎn)方式分配給各調(diào)頻機(jī)組。.集中調(diào)頻制的優(yōu)點：各調(diào)頻電廠的頻差積分信號是一致的；集中調(diào)頻制的缺陷： 需求遠(yuǎn)動通道。.二分散調(diào)頻制 當(dāng)采用多個調(diào)頻電廠調(diào)頻時，可以采用分散方式，即參與調(diào)頻的電廠各有一套頻差信號發(fā)生器，就地產(chǎn)生 信號進(jìn)展調(diào)頻。 不用遠(yuǎn)動安裝就可使方案外負(fù)荷在一切調(diào)頻機(jī)組間按一定比例分配。.為了使各調(diào)頻機(jī)組所在地測得的f盡能夠一致，防止頻率偏向積分值的差別而呵斥功率分配上的誤差，所以對規(guī)范頻率的要求比較高，通常用石英晶體振蕩器經(jīng)分頻后得到。.五、分區(qū)調(diào)頻法一、分區(qū)控制誤差 ACE 聯(lián)絡(luò)線功率應(yīng)維持為方案功率 A區(qū)負(fù)荷不變時，B區(qū)負(fù)荷增長，f 0f 和Pti.B的符號一樣，本區(qū)有負(fù)荷變動

34、 f 和Pti.A的符號不同，它區(qū)有負(fù)荷變動 找到 KA 使KAf +Pti.A =0 分區(qū)控制誤差area control error ACE= Kf +Ptie ACE=0闡明本區(qū)無負(fù)荷變動，無須調(diào)頻 .五、分區(qū)調(diào)頻法式中 系統(tǒng)頻率的偏向,即 i區(qū)聯(lián)絡(luò)線功率和的實踐值 i區(qū)聯(lián)絡(luò)線功率和的方案值 i區(qū)聯(lián)絡(luò)線功率對方案值的偏向值 i區(qū)調(diào)頻機(jī)組的出力增量 二、分區(qū)調(diào)頻方程式 1調(diào)頻方程式： ACE 積差調(diào)頻方程式為：.2頻率恢復(fù)到額定值： 在調(diào)頻過程終了時，必有分區(qū)控制誤差 ACE 為零 系統(tǒng)分區(qū)調(diào)頻方程組為 五、分區(qū)調(diào)頻法.分區(qū)調(diào)頻終了時，各區(qū)的控制誤差 ACE 都等于零，任何調(diào)頻機(jī) 組都不再

35、出現(xiàn)新的功率增量，即有 由于 ，假設(shè)各區(qū)調(diào)頻中心都沒有安裝誤差，即 系統(tǒng)頻率必維持在額定值 fe ，并有P tie.i=0 。 五、分區(qū)調(diào)頻法.本節(jié)小結(jié)有差調(diào)頻法主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法積差調(diào)頻與改良積差調(diào)頻方法；積差調(diào)頻方法的實現(xiàn)。分區(qū)調(diào)頻法.一、等微增率分配負(fù)荷的根本概念 微增率是指輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值。 等微增率法那么就是運轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)組按微增率相等的原那么來分配負(fù)荷，這樣就可使系統(tǒng)總的燃料耗費或費用為最小。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.對應(yīng)于某一輸出功率時的微增率就是耗量特性曲線上對應(yīng)于該功率點切線的斜率，即 b耗量微增率或簡稱微增率；

36、F輸入耗量微增量P輸出功率微增量第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.以兩臺機(jī)組并聯(lián)運轉(zhuǎn)為例，闡明等微增量法那么：第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.等微增量法那么數(shù)學(xué)推導(dǎo)： 設(shè)有n臺機(jī)組，每臺機(jī)組承當(dāng)?shù)呢?fù)荷為P1，P2，Pn， 對應(yīng)的燃料耗費為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)n， 那么總的燃料耗費為：第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻而總負(fù)荷功率PL為：用拉格朗日乘子法那么來求解：.取拉格朗日方程第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻這里功率平衡就是相應(yīng)的約束條件，即3-31.使總?cè)剂虾馁M最小的條件是3-31式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零。即第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻因PL是常數(shù)，同時各機(jī)組的輸出功率又是相

37、互無關(guān)的，所以或.設(shè)每臺機(jī)組都是獨立的，那么每臺機(jī)組燃料耗費只與本身的輸出功率有關(guān)。因此，上式可寫成：第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻由此可得 ：.結(jié)論：發(fā)電廠內(nèi)并聯(lián)運轉(zhuǎn)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)調(diào)度準(zhǔn)那么為：各機(jī)組運轉(zhuǎn)時微增率b1,b2,bn相等，并等于全廠的微增率。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻圖3-16為發(fā)電廠內(nèi)n臺機(jī)組按等微增率運轉(zhuǎn)分配負(fù)荷時的表示圖。.二、發(fā)電廠之間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配思索網(wǎng)損時 設(shè)有n個發(fā)電廠， 每個電廠承當(dāng)?shù)呢?fù)荷分別為P1，P2，Pn， 相應(yīng)的燃料耗費為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)n， 那么全系統(tǒng)總的燃料耗費為：第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻總的發(fā)電功率與總負(fù)荷PL及線損Pe相平衡，

38、即.拉格朗日方程為：上式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零，得： 第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.結(jié)論：在思索線損條件下，負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的準(zhǔn)那么是每個電廠的微增率與相應(yīng)的線損修正系數(shù)的乘積相等。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻為了求得各電廠的微增率bi，必需計算出線損Pe普通事先根據(jù)運轉(zhuǎn)工況而選定的線損系數(shù)求得，然后算出各電廠的線損微增率i，即在和i知后，就可求出bi，即調(diào)頻電廠按3-42式運轉(zhuǎn)是最經(jīng)濟(jì)的負(fù)荷分配方案.三、自動發(fā)電控制AGC/EDC功能一概述電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，普通分為三種情況:1、由同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器實現(xiàn)的控制一次調(diào)整，10S；2、由自動發(fā)電控制簡稱AGC，即英文Automati

39、c Generation Control的縮寫二次調(diào)整，10S3min；以控制發(fā)電機(jī)組輸出功率來順應(yīng)負(fù)荷動搖的反響控制。3、按照經(jīng)濟(jì)調(diào)度簡稱EDC，即英文Economic Dispatch Control三次調(diào)整，3min 在保證頻率質(zhì)量和系統(tǒng)平安運轉(zhuǎn)前提下、如何使電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)具合良好的經(jīng)濟(jì)性，這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.二 自動發(fā)電控制的根本原理 1、單臺發(fā)電機(jī)組的AGC系統(tǒng)第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.2、具有多臺發(fā)電機(jī)的AGC系統(tǒng)第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻G1、G2、G3為發(fā)電機(jī)組；ACE稱為區(qū)域控制誤差，用來根據(jù)系統(tǒng)頻率偏向以及輸

40、電線路功率偏向來確定輸出控制信號；負(fù)荷分配器根據(jù)輸入的控制信號大小并且根據(jù)等微增率準(zhǔn)那么或其他原那么來控制各臺發(fā)電機(jī)輸出功率的大小。.三自動發(fā)電控制系統(tǒng)的根本義務(wù)和目的：使全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)輸出功率和總負(fù)荷功率相匹配；將電力系統(tǒng)的頻率偏向調(diào)整控制到零，堅持系統(tǒng)頻率為額定值；控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與方案值相等，以實現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)有功功率和負(fù)荷功率的平衡；在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進(jìn)展負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.四自動發(fā)電控制系統(tǒng)的組成：1負(fù)荷分配器 作用：根據(jù)電力系統(tǒng)頻率和其它有關(guān)丈量信號，按照一定的調(diào)理控制準(zhǔn)那么確定各發(fā)電機(jī)組的最正確設(shè)定輸出功率。 2發(fā)電機(jī)組控制器 作用：

41、根據(jù)負(fù)荷分配器所確定的各發(fā)電機(jī)組的最正確輸出功率，控制調(diào)速器的調(diào)理特性，使發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)額定頻率下所發(fā)出的實踐功率與設(shè)定的輸出功率相一致。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻.第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配EDC每隔五分鐘修正一次Pbi和i值，以順應(yīng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。各臺發(fā)電機(jī)組的設(shè)定調(diào)整功率按以下公式分配： .有時為了增大加到發(fā)電機(jī)組上的誤差信號信息，可以運用一個或者多個附加的負(fù)荷分配回路，如圖3-19所示。這樣的附加分配回路可以用一個分配系數(shù)i來表示，但它與按經(jīng)濟(jì)調(diào)度調(diào)整負(fù)荷的“分配系數(shù)i不同，它不受經(jīng)濟(jì)調(diào)度的約束， 所以稱為調(diào)整分配。第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)

42、頻.自動發(fā)電控制AGC的分配方式為：第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻當(dāng)ACE=0，負(fù)荷按經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC分配；當(dāng)ACE0，ACE功率按 (i+i)分配。.第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻五自動發(fā)電控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)：.第三節(jié) 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動調(diào)頻六互聯(lián)電力系統(tǒng)的AGC控制N滿足： 地域間規(guī)定的凈交換功率 PA+PB+ PC 堅持本系統(tǒng)的頻率為額定值。.本節(jié)小結(jié)掌握經(jīng)濟(jì)調(diào)度的概念及微增率分配負(fù)荷的含義；掌握發(fā)電機(jī)組間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配原那么；掌握發(fā)電廠間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配；掌握自動發(fā)電控制的作用、根本原理、系統(tǒng)組成，了解自動發(fā)電控制的硬件實現(xiàn)及結(jié)合電力系統(tǒng)的AGC；.了解常用的常規(guī)穩(wěn)定安裝

43、的作用；重點掌握低頻減載安裝原理；第四節(jié) 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制安裝.一、概述 在電力系統(tǒng)發(fā)惹事故時，忽然呵斥系統(tǒng)有功功率嚴(yán)重不平衡，引起系統(tǒng)頻率的猛烈變化，將呵斥系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性破壞。呵斥系統(tǒng)有功功率平衡關(guān)系破壞的主要緣由有：(1) 系統(tǒng)內(nèi)忽然缺點，呵斥大面積切除負(fù)荷；(2) 系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線缺點，斷路器跳閘，呵斥系統(tǒng)解列；(3) 系統(tǒng)內(nèi)大機(jī)組因故忽然退出運轉(zhuǎn)；(4) 系統(tǒng)內(nèi)大量負(fù)荷忽然投入；(5) 系統(tǒng)內(nèi)大機(jī)組忽然投入。第四節(jié) 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制安裝.由于出現(xiàn)電源和負(fù)荷間有功功率的嚴(yán)重不平衡，會引起系統(tǒng)頻率急劇變化，要挾系統(tǒng)平安穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)頻率過高：系統(tǒng)頻率急劇下降：會對電力系統(tǒng)呵斥災(zāi)難性的影響，

44、必需迅速制止頻率下降，同時又要在不使頻率解體的前提下盡量保住更多的用戶用電。采取措施：及時切除部分電源就可使系統(tǒng)頻率下降；采取措施：一方面：立刻添加具有旋轉(zhuǎn)備用容量的發(fā)電機(jī)組的有功出力。另一方面：采取特殊的穩(wěn)定控制安裝。.穩(wěn)定控制安裝的作用：1加快切除缺點時間，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。2維持送受端功率平衡：保證送端機(jī)組不至于加速而與系統(tǒng)失步；受端系統(tǒng)不至于功率缺額而導(dǎo)致電壓、頻率解體等惡性事故的發(fā)生。.二、 常規(guī)穩(wěn)定安裝一常規(guī)穩(wěn)定安裝的類型：1、 低頻自起動發(fā)電機(jī)安裝 適用于：水輪發(fā)電機(jī)組 對于處在低頻自起動備用形狀的水輪發(fā)電機(jī)組，在系統(tǒng)頻率下降到低頻起動整定值(49.5Hz49.0Hz)時，低頻

45、起動安裝會自動起動機(jī)組，并以自同期方式并入電力系統(tǒng)，整個過程可以在40s內(nèi)將水輪發(fā)電機(jī)組從靜止形狀升速到額定轉(zhuǎn)速，并入系統(tǒng)接帶負(fù)荷。.(2) 低頻調(diào)相改發(fā)電安裝水輪發(fā)電機(jī)可根據(jù)系統(tǒng)需求作調(diào)相運轉(zhuǎn)，此時發(fā)電機(jī)組不發(fā)有功功率。當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時，可經(jīng)過低頻繼電器起動這一安裝，使處于調(diào)相運轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)組迅速轉(zhuǎn)為發(fā)電運轉(zhuǎn)。這種安裝很簡單，實踐上是水輪發(fā)電機(jī)組控制回路中的一部分。目前國內(nèi)安裝的水輪發(fā)電機(jī)組都具有這一功能。.(3) 低頻降低電壓安裝當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到某一定值時，低頻降低電壓安裝動作，自動調(diào)理變壓器有載調(diào)壓分接頭位置，運用戶電壓在短時間內(nèi)降低5%8%。由于電壓的降低，負(fù)荷所吸收的有功功率隨之減小，

46、這樣就會借助于負(fù)荷的調(diào)理效應(yīng)緩解有功功率供求不平衡的矛盾，抑制系統(tǒng)頻率下降。可以為其他措施發(fā)揚作用博得珍貴時間。這一方法在國外的一些電力系統(tǒng)中已被采用。.(4) 低頻抽水改發(fā)電安裝在抽水蓄能水電廠，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時，利用低頻繼電器使發(fā)電機(jī)組由抽水運轉(zhuǎn)方式迅速改為發(fā)電運轉(zhuǎn)方式。抽水蓄能機(jī)組都是可逆的，既可抽水蓄能，又可放水發(fā)電。.(5) 自動低頻減載安裝當(dāng)頻率下降到某一定值時，低頻減負(fù)荷安裝起動，自動切除預(yù)先安排的部分負(fù)荷，同時迅速啟動備用發(fā)電機(jī)組，能有效地抑制頻率的繼續(xù)下降，使之逐漸恢復(fù)到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)形狀。這種方法稱為按頻率自動減負(fù)荷。中文簡拼為“ZPJH ；英文為UFLSUnder Freque

47、ncy Load Shedding。. 當(dāng)系統(tǒng)頻率超越某一整定值時，利用高頻繼電器起動，將部分運轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)組退出運轉(zhuǎn)，以減輕系統(tǒng)功率過剩。(6)高頻切機(jī)安裝(7) 高頻減出力安裝當(dāng)系統(tǒng)頻率升高時，可用短時減小汽輪機(jī)主汽門或水輪機(jī)導(dǎo)水葉開度的方法，減少發(fā)電機(jī)組的出力，當(dāng)系統(tǒng)缺點消除后，又很容易恢復(fù)到正常出力。這種方法比高頻切機(jī)安裝的靈敏性好。.“輪 ：計算點f1、f2fn 點1：系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額； 點2：頻率下降到f1，第一輪繼電器起動，經(jīng)一定時間t1 點3：斷開一部分用戶，這就是第一次對功率缺額進(jìn)展的計算。點3-4：假設(shè)功率缺額比較大，第一次計算不能求到系統(tǒng)有功功率缺額的數(shù)值，那么

48、頻率還會繼續(xù)下降，很顯然由于切除了一部分負(fù)荷，功率缺額曾經(jīng)減小，一切頻率將按3-4的曲線而不是3-3曲線繼續(xù)下降。 三、自動低頻減載安裝一自動低頻減載安裝的任務(wù)原理.點4：當(dāng)頻率下降到f2時，ZPJH的第二輪頻率繼電器啟動， 經(jīng)一定時間t2后 ，點5：又?jǐn)嚅_了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。點5-6：系統(tǒng)有功功率缺額得到補(bǔ)償。頻率開場沿56曲線上升，最后穩(wěn)定在f2()。 逐次逼近：進(jìn)展一次次的計算，直到找到系統(tǒng)功率缺額的數(shù)值同時也斷開了相應(yīng)的用戶。即系統(tǒng)頻率重新穩(wěn)定下來或出現(xiàn)上升時，這個過程才會終了。 自動低頻減負(fù)荷必需經(jīng)過嚴(yán)厲的整定計算，普通經(jīng)過ZPJH動作五級(輪)之后，就會使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到

49、允許頻率值。.二最大功率缺額確實定：1、保證在系統(tǒng)發(fā)生最大能夠的功率缺額時，也能斷開相應(yīng)的用戶，防止系統(tǒng)的瓦解，使頻率趨于穩(wěn)定。2、對系統(tǒng)中能夠發(fā)生的最大功率缺額應(yīng)作詳細(xì)分析：有的按系統(tǒng)中斷開最大容量的機(jī)組來思索；有的要按斷開發(fā)電廠高壓母線來思索等。3、系統(tǒng)功率最大缺額確定以后，就可以思索接于減負(fù)荷安裝上的負(fù)荷的總數(shù)。要求恢復(fù)頻率fhf可以低于額定頻率。4、思索到負(fù)荷調(diào)理效應(yīng)，接于減負(fù)荷安裝上的負(fù)荷總功率PJH可以比最大功率缺額Pqe小些。三、自動低頻減載安裝.根據(jù)負(fù)荷調(diào)理效應(yīng)系數(shù)公式可以得到 三、自動低頻減載安裝PJH接于減負(fù)荷安裝上的負(fù)荷總功率Pqe最大功率缺額。(3-47).三、自動低頻減載安裝.三各輪動作功率的選擇1、第一級動作頻率普通的一級啟動頻率整定在49Hz。2、最后一輪的動作頻率自動減負(fù)荷安裝最后一輪的動作頻率最好不低于4646.5Hz。大型機(jī)組應(yīng)大于等于48Hz3、前后兩級動作的頻