電力系統(tǒng)頻率及有功功率的調(diào)節(jié)

電力系統(tǒng)頻率及有功功率的調(diào)節(jié)一、電力系統(tǒng)的頻率特性二、調(diào)頻與調(diào)頻方法三、電力系統(tǒng)低頻減載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/min）f——電力系統(tǒng)頻率（Hz）顯然，電力系統(tǒng)的頻率控制實(shí)際上就是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。一、電力系統(tǒng)的頻率特性1)電力系統(tǒng)頻率一致；任一時刻，發(fā)供平衡。2)調(diào)頻與有功功率調(diào)節(jié)是不可分開的；負(fù)荷增加時，系統(tǒng)出現(xiàn)了功率缺額，機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，整個系統(tǒng)的頻率降低。3)調(diào)頻是一個要由整個系統(tǒng)來統(tǒng)籌調(diào)度與協(xié)調(diào)的問題，不允許任何電廠有一點(diǎn)“各自為政”的趨向。4)調(diào)頻與運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系也十分密切；力求使系統(tǒng)負(fù)荷在發(fā)電機(jī)組之間實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配。負(fù)荷的變動情況可以分成幾種不同的分量：（1）變化周期一般小于10s的隨機(jī)分量；（2）變化周期在10s～3min之間的脈動分量；（3）變化周期在3min以上的持續(xù)分量，負(fù)荷預(yù)測預(yù)報(bào)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，必須由調(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)度部門的計(jì)劃內(nèi)負(fù)荷，這稱為頻率的三次調(diào)整。電力系統(tǒng)中各種有功負(fù)荷與頻率的關(guān)系負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)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。2）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。這斜率即為調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。3）對于不同的電力系統(tǒng)，調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)的值也不相同。一般為1～3。即使是同一系統(tǒng)的，也隨季度及晝夜交替導(dǎo)致負(fù)荷組成的改變而變化。例1某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負(fù)荷占30％，與頻率一次方成比例的負(fù)荷占40％，與頻率二次方成比例的負(fù)荷占10％，與頻率三次方成比例的負(fù)荷占20％。求系統(tǒng)頻率由50Hz下降到47Hz時，負(fù)荷功率變化的百分?jǐn)?shù)及其相應(yīng)的值。二、調(diào)頻與調(diào)頻方法1、發(fā)電機(jī)的調(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。上式稱為發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)方程。

在計(jì)算功率與頻率的關(guān)系時，常常采用調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，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)節(jié)功率。一般發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)或單位調(diào)節(jié)功率，可采用下列數(shù)值：對汽輪發(fā)電機(jī)組R*=(4-6)%或KG*=16.6-25

；對水輪發(fā)電機(jī)組R*=(2-4)%或KG*=25-50

；

若系統(tǒng)頻率穩(wěn)定在f1：1號機(jī)組的負(fù)荷增加了ΔP12號機(jī)組的負(fù)荷增加了ΔP2兩臺機(jī)組增量之和等于ΔPL

2、電力系統(tǒng)的功率—頻率特性3、調(diào)頻方法有差調(diào)頻法調(diào)頻方程式：有差調(diào)頻法指用有差調(diào)頻器進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到系統(tǒng)調(diào)頻的目的的方法。有差調(diào)頻器的穩(wěn)態(tài)工作特性可以用下式表示，即Δf+RΔPc

=0式中Δf、ΔPc——調(diào)頻過程結(jié)束時系統(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)

機(jī)組間有功功率的分配：當(dāng)系統(tǒng)中有n臺機(jī)組參加調(diào)頻式中Δf—系統(tǒng)的頻率增量Ri

—第i臺機(jī)組的調(diào)差特性ΔPCi—第i臺機(jī)組的有功功率增量（調(diào)頻功率)設(shè)系求統(tǒng)的抄負(fù)荷供增量密（即鞭計(jì)劃半外的管負(fù)荷晨）為ΔPL，則叉調(diào)節(jié)練過程景結(jié)束孕時，慌必有上式鋸也可魚以寫贈為其中重是系拴統(tǒng)的檔等值衡調(diào)節(jié)春系數(shù)則每紐奉臺調(diào)葡頻機(jī)保組所躲承擔(dān)裁的計(jì)奸劃外嶼負(fù)荷喚為主導(dǎo)斜發(fā)電歐機(jī)法調(diào)頻敗方程蒜式：式中ΔPc山i—第i調(diào)頻些發(fā)電處機(jī)的派有功額增量Ki—功率仗分配殲系數(shù)調(diào)頻恢過程圣：設(shè)系鄉(xiāng)豐統(tǒng)負(fù)贈荷有衡了新首的增拒量ΔP，主導(dǎo)邁發(fā)電市機(jī)調(diào)舉頻器毅的調(diào)掀節(jié)方施程的傾原有百平衡植狀態(tài)口被首挖先打肺破，崖無差姥調(diào)頻符器向推著滿蔑足其爬調(diào)節(jié)棉方程陽的方慶向?qū)κ矙C(jī)組旺的有收功出嚼力進(jìn)克行調(diào)福整，資隨之燙出現(xiàn)鍛了新爬的ΔP1值，武于是農(nóng)其余n－1個調(diào)順頻機(jī)膛組的留功率躁分配裕。方晃程式波的原漲有平賴衡狀甲態(tài)跟礦著均踩被打灰破，蜜它們侮都會買向著違滿足盾其功惜率分滾方程世的方版向?qū)θA各自常機(jī)組甚的有剖功出鈴力進(jìn)基行調(diào)烈節(jié)，甘即出組現(xiàn)了阻“成崖組調(diào)沈頻”秋的季狀態(tài)貨。調(diào)吹頻過貸程一股直要既到ΔPC1不再慈出現(xiàn)報(bào)新值必才告眨結(jié)束六。機(jī)組路間有猜功功鐮率的曲分配陡：調(diào)頻濟(jì)結(jié)束習(xí)時必掏有而各蘇調(diào)頻獸機(jī)組辦分擔(dān)徑的功健率為上式說明蛾各調(diào)憤頻機(jī)麗組間傷的出并力也辟是按稱照一解定的貢比例壞分配溪的。積差手調(diào)頻容法（攝同步信時間森法）調(diào)頻遞方程比式：應(yīng)積續(xù)差調(diào)厘頻法研（或茂稱同鮮步時盲間法則）是調(diào)根據(jù)衛(wèi)系統(tǒng)古頻率笨偏差王的累榆積值選進(jìn)行鴨工作仍的。擴(kuò)單機(jī)交積差守調(diào)節(jié)糾的調(diào)氏頻方曉程式轎為：式中K-調(diào)頻叉功率迅比例毒系數(shù)調(diào)頻適方程每臺渠調(diào)頻臨機(jī)組山分擔(dān)爬的計(jì)佛劃外具負(fù)荷稀為多臺宜機(jī)組大用積垮差法會實(shí)現(xiàn)策調(diào)頻練時，學(xué)可采郵用集煩中制哲、分散市制兩勞種方于式三、擴(kuò)電力線系統(tǒng)低頻籮減載a)事故摟情況燭下，澡系統(tǒng)晝可能叛產(chǎn)生威嚴(yán)重曾的有恭功缺俱額，企因而運(yùn)導(dǎo)致億系統(tǒng)刑頻率斃大幅袋度下框降。b)所缺筒功率輝已經(jīng)終大大膛超過找系統(tǒng)晚熱備友用容責(zé)量，你只能棟在系顛統(tǒng)頻抱率降暑到某借值以田下，隨采取竿切除疾相應(yīng)仙用戶豎的辦詠法來股減少滴系統(tǒng)翼的有兇功缺辱額，如使系盡統(tǒng)頻五率保隆持在嗓事故副允許喪的限姿額之乎內(nèi)。系統(tǒng)焰頻率寒的事絹故限短額（1）系膊統(tǒng)頻旬率降仔低使隙廠用獨(dú)機(jī)械邊的出約力大禾為下朝降，羨有時藝可能甲形成盟惡性倆循環(huán)殘，直貸至頻脂率雪鵲崩。（2）系違統(tǒng)頻擔(dān)率降違低使碎勵磁驕機(jī)等嚼的轉(zhuǎn)薦速也咬相應(yīng)怪降低豈，當(dāng)頭勵磁起電流士一定壟時，就發(fā)送饑的無尊功功睜率會吊隨著蔽頻率術(shù)的降昌低而懲減少比，可已能造蒜成系贏統(tǒng)穩(wěn)率定的鄙破壞聞。（3）電倍力系塔統(tǒng)頻戒率變除化對助用戶脈的不訊利影焦響：頻率偶變化奶將引勢起異蕩步電須動機(jī)勸轉(zhuǎn)速甚的變結(jié)化。系統(tǒng)煉頻率孟降低奇將使賓電動割機(jī)的滅轉(zhuǎn)速欣和功童率降愚低。（4）汽煎輪機(jī)憶對頻伍率的柔限制薪。（5）頻描率升猴高對委大機(jī)鳥組的渾影響制。（6）頻券率對貞核能照電廠少的影補(bǔ)響。系統(tǒng)蓮頻率側(cè)的動表態(tài)特談性系統(tǒng)筒頻率匹變化舉不是倚瞬間縣完成利的，狹而是紛按指夫數(shù)規(guī)凝律變衣化，難其表煌示式厘為式中-由功準(zhǔn)率缺血額引揉起的勿另一煙個穩(wěn)蜓定運(yùn)縫行頻陽率-系統(tǒng)蟻頻率臘變化誤的時閃間常肅數(shù)，囑它與蛾系統(tǒng)艱等值膊機(jī)組滔慣性露常數(shù)蜂以及贏負(fù)荷千調(diào)節(jié)涂效應(yīng)態(tài)系數(shù)LK?有關(guān)援，一愁般在夸（4～10）間輪。大塌系統(tǒng)Tf較大輝，小彩系統(tǒng)Tf較小辦。自動遠(yuǎn)低頻畏減載搭（按哀頻率鉛自動奪減負(fù)丹荷裝冊置“ZP亡JH”）的工狀作原羽理“輪乳”任：計(jì)俘算點(diǎn)f1、f2,…fn點(diǎn)1：系雷統(tǒng)發(fā)肉生了侍大量默的有陶功功移率缺歡額點(diǎn)2：頻吸率下墻降到f1，第一娘輪繼程電器趨起動量，經(jīng)順一定孝時間Δt1點(diǎn)3：斷射開一渠部分移用戶護(hù)，這碧就是敵第一敏次對低功率諸缺額赴進(jìn)行捎的計(jì)篩算。點(diǎn)3-醒4：如襪果功酸率缺界額比知較大灣，第刷一次滋計(jì)算森不能蝕求到近系統(tǒng)匆有功都功率耗缺額濕的數(shù)暖值，讀那么辭頻率淺還會蘆繼續(xù)接下降灘，很答顯然僅由于肥切除腳了一緊部分剝負(fù)荷牲，功案率缺測額已憶經(jīng)減字小，氣所有侄頻率售將按3-鄉(xiāng)豐4的曲飾線而最不是3-所3'曲線腰繼續(xù)吩下降巴。點(diǎn)4：當(dāng)暈頻率櫻下降好到f2時，ZP公JH的第桑二輪堂頻率察繼電趴器啟黨動，梢經(jīng)一稠定時照間Δt2后點(diǎn)5：又泊斷開破了接沫于第腰二輪辜頻率旱繼電錯器上抹的用盼戶。點(diǎn)5-臟6：系寶統(tǒng)有渾功功苦率缺視額得根到補(bǔ)幻玉償。幣頻率妙開始伐沿5～6曲線?；厣?，最善后穩(wěn)飯定在f∞(享2)。逐次糾逼近縣：進(jìn)蟲行一勵次次番的計(jì)脅算，找直到珍找到梅系統(tǒng)為功率缺炊額的泛數(shù)值西（同廁時也存斷開聾了相肉應(yīng)的粉用戶恭）。案即系統(tǒng)壟頻率差重新喘穩(wěn)定嗽下來勵或出良現(xiàn)回搭升時刪，這伏個過祖程才忍會結(jié)敏束。最大礙功率爐缺額乞的確詠定1）保頭證在鋤系統(tǒng)趙發(fā)生邁最大壯可能早的功辰率缺儀額時筐，也林能斷娃開相轉(zhuǎn)應(yīng)的危用戶先，避劉免系村統(tǒng)的警瓦解讓，使困頻率繁趨于袖穩(wěn)定蕉。2）對赤系統(tǒng)餅中可摔能發(fā)造生的夜最大慶功率叛缺額端應(yīng)作壺具體缺分析肆：有衡的按環(huán)系統(tǒng)澡中斷戰(zhàn)開最座大容甲量的賠機(jī)組獲來考扛慮；礦有的允要按獨(dú)斷開遠(yuǎn)發(fā)電呼廠高爆壓母階線來看考慮棗等。3）系杰統(tǒng)功肥率最頌大缺耕額確摟定以潮后，仁就可左以考鉛慮接蓋于減病負(fù)荷輛裝置缸上的仔負(fù)荷逝的總嘴數(shù)。香要求唐恢復(fù)吉頻率fhf可以橡低于庸額定肚頻率爭。4）考酬慮到?jīng)r負(fù)荷醒調(diào)節(jié)丑效應(yīng)完，接跌于減伴負(fù)荷林裝置羅上的拆負(fù)荷欲總功悶率PJH可以莊比最緞大功助率缺輸額Pqe小些烈。例民某系區(qū)統(tǒng)的誕用戶腦總功粗率為Pfh旗e=28材00MW，系鈔統(tǒng)最媽大的至功率品缺額Pqe=9夸00MW，負(fù)衣荷調(diào)雀節(jié)效數(shù)應(yīng)系茶數(shù)LK?=2，自判動減窩負(fù)荷泄動作杠后，例希望良恢復(fù)疾頻率秤值fhf=48Hz，求則接入壩減負(fù)拼荷裝啄置的愚負(fù)荷到總功程率PJH。解駐減負(fù)踏荷動報(bào)作后格，殘姜留的頻率針偏差勉相對著值各輪腳動作福功率尸的選蛛擇1）第愿一級兩動作破頻率一般趁的一光級啟掙動頻絞率整裹定在49鑰Hz。2）最后僵一輪撒的動障作頻濾率自動耳減負(fù)想荷裝紫置最瓦后一典輪的攀動作按頻率案最好恭不低圍于46～46剛.5雁Hz3）前后珠兩級浩動作懶的頻則率間午隔前后爛兩級泡動作是的時霉間間面隔是附受頻雪率測重量元攤件的店動作饒誤差離和開塔關(guān)固面有跳吊閘時送間限櫻制的懂。各輪超最佳闊斷開源功率宏的計(jì)足算1)系統(tǒng)面頻率賴的最懷后穩(wěn)炎定值址在最確大恢捉復(fù)頻托率ffh焦.ma躲x.眾i與最小壯恢復(fù)鉗頻率ffh嶺.mi堆n.職i之間2)（ffh凡.ma地x.渣i－ffh油.mi迫n.掃i）是郵正比蘿于ZP辛JH第i次的輔計(jì)算萬誤差療的3)當(dāng)ZP貸JH動作矩后，優(yōu)可能嚷出現(xiàn)繡的最眨大誤辜差為房誠最小畢時，ZP束JH就具臉有最筐高的鉛選擇貸性。4)ffh秀.mi澤n.事實(shí)獵上等孩于特銷殊輪找的動陸作頻繼率fdz而ts5)一般計(jì)情況科下，通各輪廈的ffh定.ma場x.推i是不抵同的疲，而ZP訓(xùn)JH的最番終計(jì)省算誤籠差則妹應(yīng)按來其中序最大豎的計(jì)授算。糧根據(jù)車極值寇原理允，顯初而易塞見，辟要使ZP