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轉(zhuǎn)速變化,出現(xiàn)次品和廢品。（2）電力系統(tǒng)頻率波動會影響某些測量和控制用的電子設(shè)備的準確性和性能,頻率過低時有些設(shè)備甚至無法工作。（3）電力系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低,導(dǎo)致其所帶動機械的轉(zhuǎn)速和出力降低,影響電力用戶設(shè)備的正常運行。1、電力系統(tǒng)頻率控制的必要性2023/5/222

B頻率對電力系統(tǒng)的影響頻率下降時,汽輪機葉片的振動會變大。頻率下降到47-48Hz時,火電廠由異步電動機驅(qū)動的輔機（如送風機）的出力隨之下降,從而使火電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降。不能及時制止,出現(xiàn)頻率雪崩會造成大面積停電,甚至使整個系統(tǒng)瓦解。2023/5/223發(fā)電廠的廠用機械多使用異步電動機帶動的，系統(tǒng)頻率降低將使電動機功率降低，影響電廠正常運行。電力系統(tǒng)頻率下降時,異步電動機和變壓器的勵磁電流增加,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)運行的所有發(fā)電機組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負荷消耗(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)的負荷是時刻變化的,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)，就是要及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行機組有功功率。2、電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性2023/5/225當系統(tǒng)頻率在額定值附近時，雖然頻率滿足要求，但沒有說明哪些機組參與并聯(lián)運行，并聯(lián)運行的機組各應(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問題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題。

B提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性2023/5/226電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷地擴大,已經(jīng)出現(xiàn)了將幾個區(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)議進行。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)線上通過的功率和電量實行控制。

C保證聯(lián)合電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行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，而對低壓線放電，繼電保護動作跳閘造成系統(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)因繼電保護誤動作，武漢電網(wǎng)頻率急劇下降，迫使青山、黃石兩個電廠全停。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行倒閘操作時設(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)綜合負荷的靜態(tài)頻率特性二、發(fā)電機組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的

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)負荷組成圖13-1有功功率負荷的變化1－第一種負荷分量；2－第二種負荷分量3－第三種負荷分量4－實際的負荷變化曲線變化幅度很小，變化周期較短（一般為10s以內(nèi)）的負荷分量；變化幅度較大，變化周期較長（一般為10s～3min）的負荷分量，屬于這類負荷的主要有電爐，延壓機械，電氣機車等；變化緩慢的持續(xù)變動負荷，引起負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)整負荷的變化將引起頻率的相應(yīng)變化。第一種變化負荷引起的頻率偏移將由發(fā)電機組的調(diào)速器進行調(diào)整。這種調(diào)整通常稱為頻率的一次調(diào)整。第二種變化負荷引起的頻率變動僅靠調(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、負荷分類（有功功率與頻率的關(guān)系）與頻率變化無關(guān)的負荷，如照明、電弧爐、電阻爐和整流負荷等。與頻率的一次方成正比的負荷，負荷的阻力矩等于常數(shù)的屬于此類，如球磨機、切削機床、往復(fù)式水泵、壓縮機和卷揚機等。與頻率的二次方成正比的負荷，如變壓器中的渦流損耗。與頻率的三次方成正比的負荷，如通風機、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荷，如靜水頭阻力很大的給水泵。一、電力系統(tǒng)綜合負荷的靜態(tài)頻率特性2023/5/22132.電力系統(tǒng)負荷與頻率的關(guān)系：電力系統(tǒng)綜合負荷由各種各樣的負荷組成。這些負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用標么值表示為（PDN、fN）2023/5/22153、負縣荷有礦功－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，止負荷逐的靜沃態(tài)頻燥率特弦性近池似為染直線負荷孕的靜講態(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實際馳系統(tǒng)段中KD*＝1～3頻率淺變化1％，朗負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數(shù)查據(jù)，戴考慮蒼按頻廈率減略負荷籍方案嘩和低肌頻率腫事故坡時用直一次朗切除濾負荷閥來恢積復(fù)頻鴉率的宅計算奮依據(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徑荷或殃解列填，可額以使醋整個飽電網(wǎng)響在最受短的生時間曉內(nèi)恢楚復(fù)至記穩(wěn)定練運行悠狀態(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)電乳機組劃的功繞率－漸頻率座靜態(tài)基特性發(fā)電款機的繼頻率懼是由蹈原動棵機的庸調(diào)速珠系統(tǒng)動來實巧現(xiàn)的酬。當成系統(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虎，原瓜動機療的調(diào)不速系訪統(tǒng)將聾自動掀改變莊原動倡機的李進汽(水)量，齊相應(yīng)總增加副或減踏少發(fā)都電機躲的出錘力。悼當調(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，德發(fā)電捐機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；放大寄元件界一錯盟油門得；執(zhí)行緊機構(gòu)攏一油賞動機惹；轉(zhuǎn)速妹控制伍機構(gòu)夢或稱擊同步蓋器圖常原動傾機調(diào)敏速系勢統(tǒng)示喝意圖1.自動暑調(diào)速丹系統(tǒng)捎原理虹簡介20經(jīng)23緞/5然/1頭8191.自動憶調(diào)速攔系統(tǒng)名原理匹簡介20泳23態(tài)/5玻/1忍820頻率敘一次宅調(diào)整冊：變看化幅武度很昌小，涌變化灘周期援比較奶短的茄負荷古分量截，它銹所引節(jié)起的減頻率買偏移齡可以宗由發(fā)霜電機潛組調(diào)壺速器婚調(diào)整匪。當頻炮率一摔次調(diào)艇整結(jié)票束后活，所棋得發(fā)茅電機遞的輸饞出功盾率與疲頻率晶關(guān)系——機組誼有功析功率撕與頻睛率靜犧特性嚴。20半23規(guī)/5典/1凈821圖袖發(fā)電攤機組宣的功率-頻率鳥靜態(tài)收特性oPGPGNff0fN122.發(fā)電道機組秩靜態(tài)知調(diào)差評系數(shù)20宵23殖/5倘/1搶822由此杯可見尼，發(fā)虜電機隔組和坡等效隱發(fā)電仰機組愿的功劣率頻輸率靜源態(tài)特熱性都特是向填下傾錘斜的犁，其博程度伴用調(diào)絹差系減數(shù)表軋示：δ*——表征鋼機組雁負荷忘變化傾后相助應(yīng)轉(zhuǎn)怖速（f）偏鉤移的擔程度艘。調(diào)差散系數(shù)蚊也叫長調(diào)差高率。δ*＝0.戶05，如負趁荷改附變1％，頻率釀將偏泳移0.錄05％；如振負荷卷改變20％，則頻詠率偏宅移1％。20點23嫁/5蔥/1鞏823調(diào)差觀系數(shù)峰的倒賺數(shù)就家是機選組的爽單位桶調(diào)節(jié)臥功率KG*機組奸單位木調(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）負號貴表示鈴頻率敗下降副時，至發(fā)電康機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)濤電機砌、輸仁電網(wǎng)辜絡(luò)和維負荷徑組成千。把輸五電網(wǎng)爭絡(luò)的折損耗獅看成餐負荷彈的一銹部分燃，則錄電力咱系統(tǒng)碰是由宜兩個浪環(huán)節(jié)怖組成帶的閉謠環(huán)系計統(tǒng)。腳發(fā)電蜜機組余的功急率頻饞率特讀性和怠負荷住的功住率頻按率特尖性的膊交點問就是戲電力覺系統(tǒng)蛾的頻削率的味穩(wěn)定焰運行者點。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原始身運行凡狀態(tài)PD(f)，和漁發(fā)電光機組證靜特令性交急點a。負荷俊增加ΔPD0，特辰性曲鞭線變賊為P′D(f)，新獨的運糠行點b。發(fā)電霧機組凈的功墾率輸玩出的敲增量按：負荷粒的頻吹率調(diào)積節(jié)效象應(yīng)產(chǎn)圖生的鳳負荷貓功率譯變化授：頻率閱變化歷：20密23賺/5歸/1狼826OPPG(f)P1ff2f1abP2P'D(f)PD(f)cΔPD0ΔPGΔPD頻率承下降煎時負荷閉功率跳的實免際增閉量：<0以上律同發(fā)妹電機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)塑負荷滿增加奔時，剛在發(fā)佩電機鵝組功呆頻特露性和洗負荷僚本身阻的調(diào)數(shù)節(jié)效烏應(yīng)共論同作績用下渡又達依到了敲新的臭功率忌平衡閱。負荷羨↑，犯頻率篇↓，獲發(fā)電窗機按駛有差兼調(diào)節(jié)紡特性托增加檔輸出魚；負荷遠實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)廳電機撕特性劑和負當荷調(diào)問節(jié)效罷應(yīng)共錯同承恢擔系盈統(tǒng)負秧荷變敘化使桿系統(tǒng)亮運行別在另自一頻幕率的陰頻率距調(diào)整擺稱為識頻率糟的一參次調(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。表壁示在響計及竟發(fā)電攝機組詠和負漲荷的泥調(diào)節(jié)軋效應(yīng)蠅時，賠引起盛頻率捕單位車變化宗的負遍荷變酸化量曉。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荷倡變化君量。K的數(shù)監(jiān)值越魚大，傲負荷袋增減慌引起兔的頻意率變欠化就搞越小察，頻準率也診就越寄穩(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)簽對有撿功功亡率的麥需求柄，并般且為靠了適紗應(yīng)負跳荷增灰長，受還應(yīng)碰該有滋一定誕的備咐用容柄量。初始歸狀態(tài)權(quán)，運蜘行在A點（浸滿載起運行銷）。A點以互后，畏發(fā)電尺機組萍的靜土態(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)完的負擠荷再奏增加妻，發(fā)杰電機廳不能襖再增坊加輸考出了桶，發(fā)煎電機自組滿君載時股只有老靠頻晴率下鞋降后目負荷江本身翻的調(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→負柴荷增擾加所耳引起伐的頻層率下何降相苗當嚴而重。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）n臺機置組輸叛出功騎率總污增量秘為n臺機晨組的寺等值荷單位吳調(diào)節(jié)枝功率岔為n臺機垂組的燭等值收單位甲調(diào)節(jié)戴功率>>一臺霧機組爆的單談位調(diào)輝節(jié)功猴率。在輸閑出功角率變畫動值ΔPG相同木的條柔件下赤，多堡臺機敞組并婦列運陷行時霧的頻唱率變滋化比潔一臺驅(qū)機組眾運行逐時的堪要小泛得多詞。20莖23帥/5末/1毯831求出近了n臺機語組的津等值恨調(diào)差怒系數(shù)趙和等少值單還位調(diào)跳節(jié)功逆率后盜，就認可像摧一臺長機和功等值羅單位講調(diào)節(jié)影功率靠組時節(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。趟而各紙臺機義組所芽承擔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)寇越小窩的機駛組增成加的謹有功雙出力菊（相述對于據(jù)本身爭的額勢定值敘）就齊越多隊。20判23歇/5恒/1按83220偉23錫/5植/1筑83320炒23學/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)美整的四作用潤是有榮限的聚，只誘適用貼于負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境荷。揪因此套，必指須進幅行頻皺率的棵二次飾調(diào)整述，以姜實現(xiàn)駕頻率今的無價差調(diào)渡節(jié)。匯無差候調(diào)節(jié)被：負惱荷變搬動時去，原排動機返轉(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；放大粉元件雅一錯供油門崖；執(zhí)行匪