電力系統(tǒng)頻率控制

5-1頻率調(diào)整必要性

5-2電力系統(tǒng)頻率特性

5-3電力系統(tǒng)頻率調(diào)整

第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整2023/5/2215-1頻率調(diào)整必要性A頻率對(duì)電力用戶的影響

(1)

電力系統(tǒng)頻率變化會(huì)引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化,出現(xiàn)次品和廢品。（2）電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)會(huì)影響某些測(cè)量和控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能,頻率過低時(shí)有些設(shè)備甚至無法工作。（3）電力系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低,導(dǎo)致其所帶動(dòng)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(yùn)行。1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性2023/5/222

B頻率對(duì)電力系統(tǒng)的影響頻率下降時(shí),汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)會(huì)變大。頻率下降到47-48Hz時(shí),火電廠由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔機(jī)（如送風(fēng)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。不能及時(shí)制止,出現(xiàn)頻率雪崩會(huì)造成大面積停電,甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。2023/5/223發(fā)電廠的廠用機(jī)械多使用異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的，系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)功率降低，影響電廠正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)頻率下降時(shí),異步電動(dòng)機(jī)和變壓器的勵(lì)磁電流增加,使無功消耗增加,引起系統(tǒng)電壓下降。2023/5/224A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(yùn)行的所有發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負(fù)荷消耗(包括網(wǎng)損)的有功功率總和之間的平衡來維持的。但是電力系統(tǒng)的負(fù)荷是時(shí)刻變化的,從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi)，就是要及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組有功功率。2、電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性2023/5/225當(dāng)系統(tǒng)頻率在額定值附近時(shí)，雖然頻率滿足要求，但沒有說明哪些機(jī)組參與并聯(lián)運(yùn)行，并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組各應(yīng)該發(fā)多少有功功率。電力系統(tǒng)有功功率控制的任務(wù)之一就是要解決這個(gè)問題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。

B提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性2023/5/226電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷地?cái)U(kuò)大,已經(jīng)出現(xiàn)了將幾個(gè)區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)在一起組成的聯(lián)合電力系統(tǒng)，有的聯(lián)合電力系統(tǒng)實(shí)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約定的協(xié)議進(jìn)行。這時(shí)電力系統(tǒng)有功功率控制要對(duì)不同區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線上通過的功率和電量實(shí)行控制。

C保證聯(lián)合電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行2023/5/227

①為什么P和f聯(lián)系起來②有功功率平衡③調(diào)頻原理④調(diào)頻方法和措施3、本章的主要內(nèi)容2023/5/228事故分析1972年7月20日，浙江電網(wǎng)因常湖線輸送功率過大，導(dǎo)致發(fā)熱弛度增大，而對(duì)低壓線放電，繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘造成系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，頻率急劇下降，結(jié)果造成浙江電網(wǎng)全面瓦解，全省約71.5％的用戶停電1972年7月27日，湖北電網(wǎng)因繼電保護(hù)誤動(dòng)作，武漢電網(wǎng)頻率急劇下降，迫使青山、黃石兩個(gè)電廠全停。瑞典南部系統(tǒng)，于1983年12月27日因斯德哥爾摩西北部的海爾邁變電所進(jìn)行倒閘操作時(shí)設(shè)備損壞造成單相接地故障，使幾條線路切除造成電壓大幅度降低。后來甚至發(fā)展到南北電網(wǎng)解列，頻率和電壓急劇下降，南部電網(wǎng)完全崩潰而大面積停電，事故損失達(dá)5000萬美元2023/5/229

5-2電力系統(tǒng)頻率特性一、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性二、發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組的

功率頻率靜態(tài)特性

三、電力系統(tǒng)的頻率特性

2023/5/2210系統(tǒng)負(fù)荷組成圖13-1有功功率負(fù)荷的變化1－第一種負(fù)荷分量；2－第二種負(fù)荷分量3－第三種負(fù)荷分量4－實(shí)際的負(fù)荷變化曲線變化幅度很小，變化周期較短（一般為10s以內(nèi)）的負(fù)荷分量；變化幅度較大，變化周期較長(zhǎng)（一般為10s～3min）的負(fù)荷分量，屬于這類負(fù)荷的主要有電爐，延壓機(jī)械，電氣機(jī)車等；變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷，引起負(fù)荷變化的原因主要是工廠的作息制度，人民的生活規(guī)律，氣象條件的變化等。2023/5/2211頻率的調(diào)整負(fù)荷的變化將引起頻率的相應(yīng)變化。第一種變化負(fù)荷引起的頻率偏移將由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整。這種調(diào)整通常稱為頻率的一次調(diào)整。第二種變化負(fù)荷引起的頻率變動(dòng)僅靠調(diào)速器的作用往往不能將頻率偏移限制在容許的范圍之內(nèi)，這時(shí)必須有調(diào)頻器參與頻率調(diào)整，這種調(diào)整通常稱為頻率的二次調(diào)整。2023/5/22121、負(fù)荷分類（有功功率與頻率的關(guān)系）與頻率變化無關(guān)的負(fù)荷，如照明、電弧爐、電阻爐和整流負(fù)荷等。與頻率的一次方成正比的負(fù)荷，負(fù)荷的阻力矩等于常數(shù)的屬于此類，如球磨機(jī)、切削機(jī)床、往復(fù)式水泵、壓縮機(jī)和卷揚(yáng)機(jī)等。與頻率的二次方成正比的負(fù)荷，如變壓器中的渦流損耗。與頻率的三次方成正比的負(fù)荷，如通風(fēng)機(jī)、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等。與頻率的更高次方成正比的負(fù)荷，如靜水頭阻力很大的給水泵。一、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性2023/5/22132.電力系統(tǒng)負(fù)荷與頻率的關(guān)系：電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷由各種各樣的負(fù)荷組成。這些負(fù)荷吸取的有功功率有的與頻率無關(guān)，有的與頻率的一次方成正比，有的與頻率的二次方成正比，有的與頻率的更高次方成正比。但有：2023/5/2214用標(biāo)么值表示為（PDN、fN）2023/5/22153、負(fù)縣荷有礦功－告頻率商的靜籃態(tài)頻米率特揭性在額濕定頻析率附粥近，止負(fù)荷逐的靜沃態(tài)頻燥率特弦性近池似為染直線負(fù)荷孕的靜講態(tài)頻迷率特煮性曲所線的該斜率炊稱為協(xié)負(fù)荷則的頻劉率調(diào)歌節(jié)效賣應(yīng)系耗數(shù)KD。PDOfPDNfNβ20絮23同/5傭/1勁816實(shí)際馳系統(tǒng)段中KD*＝1～3頻率淺變化1％，朗負(fù)荷崖有功怎功率箭相應(yīng)斥變化堪（1～3）％調(diào)度望部門議必須境掌握越的一紡個(gè)數(shù)查據(jù)，戴考慮蒼按頻廈率減略負(fù)荷籍方案嘩和低肌頻率腫事故坡時(shí)用直一次朗切除濾負(fù)荷閥來恢積復(fù)頻鴉率的宅計(jì)算奮依據(jù)張。低頻秤減載仗是電晶力系偷統(tǒng)抑控制頻作率下窗降、擋維持其系統(tǒng)裹頻率絨穩(wěn)定相的有匆效方礙法，圓控制剛電力沸系統(tǒng)挑一般腔故障伯及大陸面積民復(fù)雜脊故障類重要絡(luò)而有跨效的等手段慣。合封理而臉快速可地切諒除負(fù)徑荷或殃解列填，可額以使醋整個(gè)飽電網(wǎng)響在最受短的生時(shí)間曉內(nèi)恢楚復(fù)至記穩(wěn)定練運(yùn)行悠狀態(tài)拉?！煌娏δㄏ到y(tǒng)但或同遭一電鍬力系呀統(tǒng)不炎同時(shí)魯刻的KD、KD*都可溫能不摩同，象是不葵能控爺制的賽。20音23巾/5碑/1路817二、固發(fā)電乳機(jī)組劃的功繞率－漸頻率座靜態(tài)基特性發(fā)電款機(jī)的繼頻率懼是由蹈原動(dòng)棵機(jī)的庸調(diào)速珠系統(tǒng)動(dòng)來實(shí)巧現(xiàn)的酬。當(dāng)成系統(tǒng)淘有功偵功率蹈平衡改遭到賊破壞纏，引主起頻翅率變示化時(shí)虎，原瓜動(dòng)機(jī)療的調(diào)不速系訪統(tǒng)將聾自動(dòng)掀改變莊原動(dòng)倡機(jī)的李進(jìn)汽(水)量，齊相應(yīng)總增加副或減踏少發(fā)都電機(jī)躲的出錘力。悼當(dāng)調(diào)居速器聾的調(diào)咽節(jié)過龜程結(jié)擺束，傍建立位新的呢穩(wěn)態(tài)礦時(shí)，德發(fā)電捐機(jī)的豬有功垂功率盟與頻突率之巴間的烏關(guān)系育，稱規(guī)為發(fā)自電機(jī)蹤蝶組的晴有功征功率傷頻率縣靜態(tài)萄特性殿。20累23顫/5滴/1回818測(cè)轉(zhuǎn)物速元艦件離心露飛擺言及其然附件洋；放大寄元件界一錯(cuò)盟油門得；執(zhí)行緊機(jī)構(gòu)攏一油賞動(dòng)機(jī)惹；轉(zhuǎn)速妹控制伍機(jī)構(gòu)夢(mèng)或稱擊同步蓋器圖常原動(dòng)傾機(jī)調(diào)敏速系勢(shì)統(tǒng)示喝意圖1.自動(dòng)暑調(diào)速丹系統(tǒng)捎原理虹簡(jiǎn)介20經(jīng)23緞/5然/1頭8191.自動(dòng)憶調(diào)速攔系統(tǒng)名原理匹簡(jiǎn)介20泳23態(tài)/5玻/1忍820頻率敘一次宅調(diào)整冊(cè)：變看化幅武度很昌小，涌變化灘周期援比較奶短的茄負(fù)荷古分量截，它銹所引節(jié)起的減頻率買偏移齡可以宗由發(fā)霜電機(jī)潛組調(diào)壺速器婚調(diào)整匪。當(dāng)頻炮率一摔次調(diào)艇整結(jié)票束后活，所棋得發(fā)茅電機(jī)遞的輸饞出功盾率與疲頻率晶關(guān)系——機(jī)組誼有功析功率撕與頻睛率靜犧特性嚴(yán)。20半23規(guī)/5典/1凈821圖袖發(fā)電攤機(jī)組宣的功率-頻率鳥靜態(tài)收特性oPGPGNff0fN122.發(fā)電道機(jī)組秩靜態(tài)知調(diào)差評(píng)系數(shù)20宵23殖/5倘/1搶822由此杯可見尼，發(fā)虜電機(jī)隔組和坡等效隱發(fā)電仰機(jī)組愿的功劣率頻輸率靜源態(tài)特?zé)嵝远继厥窍蛱钕聝A錘斜的犁，其博程度伴用調(diào)絹差系減數(shù)表軋示：δ*——表征鋼機(jī)組雁負(fù)荷忘變化傾后相助應(yīng)轉(zhuǎn)怖速（f）偏鉤移的擔(dān)程度艘。調(diào)差散系數(shù)蚊也叫長(zhǎng)調(diào)差高率。δ*＝0.戶05，如負(fù)趁荷改附變1％，頻率釀將偏泳移0.錄05％；如振負(fù)荷卷改變20％，則頻詠率偏宅移1％。20點(diǎn)23嫁/5蔥/1鞏823調(diào)差觀系數(shù)峰的倒賺數(shù)就家是機(jī)選組的爽單位桶調(diào)節(jié)臥功率KG*機(jī)組奸單位木調(diào)節(jié)經(jīng)功率——表征深頻率篩發(fā)生撈單位桐變化島后，悉機(jī)組律輸出引功率開的變超化量芒。δ*、KG*——可控叼的（部可整衫定的殃）負(fù)號(hào)貴表示鈴頻率敗下降副時(shí)，至發(fā)電康機(jī)組抗的有乏功出且力增貌加。20票23裳/5聯(lián)/1脈824電力班系統(tǒng)粉主要棟由發(fā)濤電機(jī)砌、輸仁電網(wǎng)辜絡(luò)和維負(fù)荷徑組成千。把輸五電網(wǎng)爭(zhēng)絡(luò)的折損耗獅看成餐負(fù)荷彈的一銹部分燃，則錄電力咱系統(tǒng)碰是由宜兩個(gè)浪環(huán)節(jié)怖組成帶的閉謠環(huán)系計(jì)統(tǒng)。腳發(fā)電蜜機(jī)組余的功急率頻饞率特讀性和怠負(fù)荷住的功住率頻按率特尖性的膊交點(diǎn)問就是戲電力覺系統(tǒng)蛾的頻削率的味穩(wěn)定焰運(yùn)行者點(diǎn)。三、吹電力趨系統(tǒng)袖的頻避率特縣性20烤23型/5乒/1供825OPPG(f)P1ff2f1abP2P'D(f)PD(f)cΔPD0ΔPGΔPD原始身運(yùn)行凡狀態(tài)PD(f)，和漁發(fā)電光機(jī)組證靜特令性交急點(diǎn)a。負(fù)荷俊增加ΔPD0，特辰性曲鞭線變賊為P′D(f)，新獨(dú)的運(yùn)糠行點(diǎn)b。發(fā)電霧機(jī)組凈的功墾率輸玩出的敲增量按：負(fù)荷粒的頻吹率調(diào)積節(jié)效象應(yīng)產(chǎn)圖生的鳳負(fù)荷貓功率譯變化授：頻率閱變化歷：20密23賺/5歸/1狼826OPPG(f)P1ff2f1abP2P'D(f)PD(f)cΔPD0ΔPGΔPD頻率承下降煎時(shí)負(fù)荷閉功率跳的實(shí)免際增閉量：<0以上律同發(fā)妹電機(jī)爆組的喂功率墊增量弟相平愧衡：20厘23鄙/5師/1服827系統(tǒng)塑負(fù)荷滿增加奔時(shí)，剛在發(fā)佩電機(jī)鵝組功呆頻特露性和洗負(fù)荷僚本身阻的調(diào)數(shù)節(jié)效烏應(yīng)共論同作績(jī)用下渡又達(dá)依到了敲新的臭功率忌平衡閱。負(fù)荷羨↑，犯頻率篇↓，獲發(fā)電窗機(jī)按駛有差兼調(diào)節(jié)紡特性托增加檔輸出魚；負(fù)荷遠(yuǎn)實(shí)際扔取用望的功序率也拌因頻傷率的激下降絨而有沾所減覽小。這種奶由發(fā)廳電機(jī)撕特性劑和負(fù)當(dāng)荷調(diào)問節(jié)效罷應(yīng)共錯(cuò)同承恢擔(dān)系盈統(tǒng)負(fù)秧荷變敘化使桿系統(tǒng)亮運(yùn)行別在另自一頻幕率的陰頻率距調(diào)整擺稱為識(shí)頻率糟的一參次調(diào)襪整。20序23甜/5輛/1檢828K—棒—系統(tǒng)屬的功把率－圖頻率占靜特斜性系歇數(shù)，藏或系什統(tǒng)的姑單位糕調(diào)節(jié)疏功率扣。表壁示在響計(jì)及竟發(fā)電攝機(jī)組詠和負(fù)漲荷的泥調(diào)節(jié)軋效應(yīng)蠅時(shí)，賠引起盛頻率捕單位車變化宗的負(fù)遍荷變酸化量曉。根據(jù)K值的半大小狂，可虹以確絲式定在仗允許歇的頻局率偏型移范座圍內(nèi)們，系蠟統(tǒng)所蛛能承需受的嘉負(fù)荷倡變化君量。K的數(shù)監(jiān)值越魚大，傲負(fù)荷袋增減慌引起兔的頻意率變欠化就搞越小察，頻準(zhǔn)率也診就越寄穩(wěn)定填。20盼23嘴/5者/1貴829f2AOPPGNfP'D(f)PD(f)f1系統(tǒng)健中有檔功功逝率電統(tǒng)源的帝出力抓不僅葬應(yīng)該飽滿足揉在額緩定頻孔率下東系統(tǒng)簽對(duì)有撿功功亡率的麥需求柄，并般且為靠了適紗應(yīng)負(fù)跳荷增灰長(zhǎng)，受還應(yīng)碰該有滋一定誕的備咐用容柄量。初始?xì)w狀態(tài)權(quán)，運(yùn)蜘行在A點(diǎn)（浸滿載起運(yùn)行銷）。A點(diǎn)以互后，畏發(fā)電尺機(jī)組萍的靜土態(tài)特吧性是趁一條息與橫廚軸平政行的災(zāi)直線設(shè)，KG＝0。系統(tǒng)完的負(fù)擠荷再奏增加妻，發(fā)杰電機(jī)廳不能襖再增坊加輸考出了桶，發(fā)煎電機(jī)自組滿君載時(shí)股只有老靠頻晴率下鞋降后目負(fù)荷江本身翻的調(diào)企節(jié)效雹應(yīng)的壩作用搬來取懇得新消的平卸衡。K*=KD*KD*很小華→負(fù)柴荷增擾加所耳引起伐的頻層率下何降相苗當(dāng)嚴(yán)而重。20擾23蘇/5庭/1斷8305－4電力烈系統(tǒng)蹦頻率極調(diào)整一、舌電力全系統(tǒng)白頻率奶的一舒次調(diào)疫整（n臺(tái)）n臺(tái)機(jī)置組輸叛出功騎率總污增量秘為n臺(tái)機(jī)晨組的寺等值荷單位吳調(diào)節(jié)枝功率岔為n臺(tái)機(jī)垂組的燭等值收單位甲調(diào)節(jié)戴功率>>一臺(tái)霧機(jī)組爆的單談位調(diào)輝節(jié)功猴率。在輸閑出功角率變畫動(dòng)值ΔPG相同木的條柔件下赤，多堡臺(tái)機(jī)敞組并婦列運(yùn)陷行時(shí)霧的頻唱率變滋化比潔一臺(tái)驅(qū)機(jī)組眾運(yùn)行逐時(shí)的堪要小泛得多詞。20莖23帥/5末/1毯831求出近了n臺(tái)機(jī)語組的津等值恨調(diào)差怒系數(shù)趙和等少值單還位調(diào)跳節(jié)功逆率后盜，就認(rèn)可像摧一臺(tái)長(zhǎng)機(jī)和功等值羅單位講調(diào)節(jié)影功率靠組時(shí)節(jié)一樣友來分狹析頻享率的塊一次嫌調(diào)整刑。算出俯負(fù)荷稿功率捎初始衣變化呼量ΔPD0引起豈的頻遇率偏辮差。趟而各紙臺(tái)機(jī)義組所芽承擔(dān)曠的功剃率增鳥量則播為或由上巾式可富見，器調(diào)差柴系數(shù)寇越小窩的機(jī)駛組增成加的謹(jǐn)有功雙出力菊（相述對(duì)于據(jù)本身爭(zhēng)的額勢(shì)定值敘）就齊越多隊(duì)。20判23歇/5恒/1按83220偉23錫/5植/1筑83320炒23學(xué)/5流/1副83420輕23便/5拉/1帳835二、挽電力夏系統(tǒng)臭頻率痛二次康調(diào)整為什組么要耐進(jìn)行碼頻率另的二猛次調(diào)案整？所以工系統(tǒng)詢的功闖頻特員性為翁基礎(chǔ)斤的頻志率一瘦次調(diào)美整的四作用潤(rùn)是有榮限的聚，只誘適用貼于負(fù)求荷變劍化幅遙度很行小、屢變換靠周期皮較短御的變隨化負(fù)境荷。揪因此套，必指須進(jìn)幅行頻皺率的棵二次飾調(diào)整述，以姜實(shí)現(xiàn)駕頻率今的無價(jià)差調(diào)渡節(jié)。匯無差候調(diào)節(jié)被：負(fù)惱荷變搬動(dòng)時(shí)去，原排動(dòng)機(jī)返轉(zhuǎn)速返或者腳頻率癥保持斯不變份。20裕23輪/5培/1些836同步缺器二拌次調(diào)糖頻測(cè)轉(zhuǎn)誤速元廳件離心事飛擺鼓及其蘿附件宅；放大粉元件雅一錯(cuò)供油門崖；執(zhí)行匪