電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整

電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整第1頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)要求返回1.理解有功功率平衡與頻率的關(guān)系；2.理解電力系統(tǒng)頻率特性及其調(diào)整原理和措施。第2頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡一、頻率變化對用戶和發(fā)電廠及系統(tǒng)本身的影響低頻運(yùn)行的危害概括起來有：①影響用戶的工作和產(chǎn)品質(zhì)量；②

影響發(fā)電廠的安全運(yùn)行；③

影響汽輪機(jī)葉片壽命；④影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。例如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器勵(lì)磁電流的增加⑤互聯(lián)電力系統(tǒng)解列，發(fā)電機(jī)解列第3頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電力系統(tǒng)中有功功率的平衡和備用容量P1–第一種負(fù)荷;P2–第二種負(fù)荷;P3—第三種負(fù)荷;P∑--實(shí)際不規(guī)則的總負(fù)荷(1)負(fù)荷的分類1.有功功率負(fù)荷的變動(dòng)及其調(diào)整第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第5頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第一種負(fù)荷:變動(dòng)幅度很小,周期很短，是由于中小型用電設(shè)備的投入和切除引起的，具有很大的隨機(jī)性。第二種負(fù)荷：變動(dòng)幅度較大,周期較長，是由于大型設(shè)備的投入和切除引起的，例如：工業(yè)電爐、電力機(jī)車等沖擊負(fù)荷。第三種負(fù)荷：變動(dòng)幅度大,周期長，是由于生產(chǎn)、生活和季節(jié)等因素引起的。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第6頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月無法預(yù)測無法預(yù)測可通過統(tǒng)計(jì)分析方法預(yù)測第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第7頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月可按最優(yōu)化準(zhǔn)則在各發(fā)電廠之間進(jìn)行分配(2)調(diào)頻任務(wù)的分配第一種負(fù)荷變動(dòng):發(fā)電機(jī)組調(diào)速器進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為頻率一次調(diào)整。第二種負(fù)荷變動(dòng)：發(fā)電機(jī)組調(diào)頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為頻率的二次調(diào)整。第三種負(fù)荷變動(dòng)：各發(fā)電廠按事先給定的發(fā)電負(fù)荷曲線發(fā)電，稱為頻率的三次調(diào)整。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第8頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月2.有功功率平衡和備用容量(1)有功平衡所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率所有用戶的有功負(fù)荷所有發(fā)電廠的廠用電有功負(fù)荷和所有變電站站用電有功負(fù)荷所有網(wǎng)絡(luò)的有功損耗第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第9頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月2.有功功率平衡和備用容量系統(tǒng)應(yīng)在正常允許的頻率范圍內(nèi)（也即在一定的頻率范圍）保持平衡(1)有功平衡第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第10頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月→電力系統(tǒng)的頻率升高→電力系統(tǒng)的頻率降低正常情況下頻率允許偏移范圍：我國規(guī)定為50±0.2~0.5Hz。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第11頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)有功備用發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量有功備用容量如果系統(tǒng)裝機(jī)容量不足，則可能使系統(tǒng)處于低頻運(yùn)行。發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第12頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)負(fù)荷備用。為了滿足系統(tǒng)中短時(shí)的負(fù)荷變動(dòng)和短期內(nèi)計(jì)劃外的負(fù)荷增加而設(shè)置的備用。負(fù)荷備用容量的大小與系統(tǒng)的負(fù)荷大小有關(guān)，一般為最大負(fù)荷的2%~5%。大系統(tǒng)采用較小的百分?jǐn)?shù)，小系統(tǒng)采用較大的百分?jǐn)?shù)。系統(tǒng)中有功功率電源備用容量按其用途可分為以下幾種：為熱備用（旋轉(zhuǎn)備用）第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第13頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月在有水、火電廠的聯(lián)合系統(tǒng)，一般為冷備用；在只有火電廠或水電廠不能投入運(yùn)行時(shí)，為熱備用

(2)事故備用。在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然事故時(shí)，為保證向用戶正常供電而設(shè)置的備用。一般為最大負(fù)荷的5%~10%，但不能小于系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第14頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月只有按這些規(guī)定安排不過來時(shí)，才需要設(shè)置專門的檢修備用容量。

(3)檢修備用。為系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用。檢修備用與前兩種備用不同，是事先安排的。檢修分小修和大修兩種：小修一般安排在節(jié)假日或負(fù)荷低谷期，大修時(shí)間水電廠一般安排在枯水期，火電廠安排在一年中系統(tǒng)綜合負(fù)荷最小的季節(jié)。一般火電機(jī)組的檢修周期約為1年；水電機(jī)組約為2年。機(jī)組的檢修時(shí)間約為1個(gè)月。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第15頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

(4)國民經(jīng)濟(jì)備用。考慮國民經(jīng)濟(jì)超計(jì)劃增長和新用戶的出現(xiàn)而設(shè)置的備用。這部分備用與國民經(jīng)濟(jì)增長有關(guān)，一般取最大負(fù)荷的3%~5%。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第16頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月三、各類發(fā)電廠的特點(diǎn)及合理組合電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠主要有以下三類:水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠（核電廠）各類發(fā)電廠由于其設(shè)備容量、機(jī)械特性、使用的動(dòng)力資源等不同，而有著不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性。必須結(jié)合它們的特點(diǎn)，合理地組織這些發(fā)電廠的運(yùn)行方式，恰當(dāng)安排它們在電力系統(tǒng)日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線中的位置，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第17頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)要支付燃料及運(yùn)輸費(fèi)用，不受自然條件的影響；(一)各類發(fā)電廠的特點(diǎn)1.火力發(fā)電廠的主要特點(diǎn)(2)有功出力最小限制，啟停時(shí)間長且啟停費(fèi)用高；(3)效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)，高溫高壓設(shè)備效率最高，低溫低壓設(shè)備效率最低；(4)熱電廠總效率較高，但與熱負(fù)荷相應(yīng)的輸出功率是不可調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第18頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)必須釋放水量－－強(qiáng)迫功率；2.水力發(fā)電廠的特點(diǎn)(2)出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大，啟停費(fèi)用低，且操作簡單；(3)不需燃料費(fèi)，但一次投資大，抽水蓄能，水電廠的運(yùn)行依水庫調(diào)節(jié)性能的不同在不同程度上受自然條件的影響。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第19頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷10～15％；3.原子能發(fā)電廠的特點(diǎn)(2)啟停費(fèi)用高；負(fù)荷急劇變化時(shí)，調(diào)節(jié)費(fèi)用高；啟停及急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易于損壞設(shè)備；(3)一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第20頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）各類發(fā)電廠的合理組合原則:(1)充分利用水源；(2)降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用；(3)盡量降低火力發(fā)電成本。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第21頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月各類發(fā)電廠在日負(fù)荷曲線中的安排示意圖(a)枯水季節(jié)(b)豐水季節(jié)第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡抽水蓄能電廠吸收功率抽水蓄能電廠發(fā)出功率第22頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月低溫低壓：450℃、35大氣壓中溫中壓：520℃、100大氣壓高溫高壓：550℃、180大氣壓超臨界機(jī)組：575℃、200以上大氣壓第23頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月四、有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配1.耗量特性耗量特性：發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源(F或W)與發(fā)出有功功率(PG)的關(guān)系。比耗量：效率第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第24頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月耗量微増率第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第25頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月比耗量最小第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第26頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月2.目標(biāo)函數(shù)和約束條件

優(yōu)化計(jì)算的方法就是：在滿足等式約束條件和不等式約束條件的前提下，使目標(biāo)函數(shù)為最優(yōu)。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第27頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

有功負(fù)荷的最優(yōu)分配的目的在于：在供應(yīng)同樣大小負(fù)荷有功功率的前提下，單位時(shí)間內(nèi)的能源消耗最少。目標(biāo)函數(shù)是總耗量：等式約束條件：有功功率必須保持平衡的條件。變量：各發(fā)電設(shè)備輸出有功功率。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第28頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月對于每個(gè)節(jié)點(diǎn)：對于整個(gè)系統(tǒng)：若不計(jì)網(wǎng)損第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第29頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月不等式約束條件：為系統(tǒng)的運(yùn)行限制。第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第30頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月目標(biāo)函數(shù)3.最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的等耗量微增率準(zhǔn)則根據(jù)給定的目標(biāo)函數(shù)和等式約束條件建立一個(gè)新的、不受約束的目標(biāo)函數(shù)——拉格朗日函數(shù)。拉格朗日乘子等式約束條件以兩臺(tái)發(fā)電機(jī)為例第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第31頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月求上式最小值的條件為：第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第32頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第2臺(tái)發(fā)電機(jī)的耗量微増率于是：第1臺(tái)發(fā)電機(jī)的耗量微増率第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡第33頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月著名的等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則表示為使總耗量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。推廣到n臺(tái)發(fā)電機(jī)：第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡上述結(jié)論未考慮網(wǎng)損第34頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月對于有功功率限制，當(dāng)計(jì)算完后發(fā)現(xiàn)某發(fā)電設(shè)備越限，則該發(fā)電設(shè)備取其限制，不參加最優(yōu)分配計(jì)算，而其他發(fā)電設(shè)備重新進(jìn)行最優(yōu)分配計(jì)算。對不等式約束進(jìn)行處理無功功率和電壓限制和有功功率負(fù)荷的分配沒有直接關(guān)系，可暫時(shí)不計(jì)，當(dāng)有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配完成后計(jì)算潮流分布再考慮。第35頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月例2已知兩臺(tái)機(jī)組并聯(lián)共同向一負(fù)荷供電，它們的耗量特性分別為F1＝a1＋8P1＋0.004P12t/h，F(xiàn)2＝a2＋6P2＋0.0045P22t/h；功率限制為：120MW≤P1

≤

400MW，120MW≤

P2≤

400MW，求當(dāng)負(fù)荷功率PL＝420MW時(shí)，負(fù)荷的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)分配。第37頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率—頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性：當(dāng)電力系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)中綜合有功負(fù)荷隨頻率的變化特性。電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的有功功率與頻率的關(guān)系用數(shù)學(xué)式表示為為電力系統(tǒng)頻率為額定值時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷，為各種有功負(fù)荷占的百分?jǐn)?shù)。第39頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月f↑→負(fù)荷吸收的有功功率↑f↓→負(fù)荷吸收的有功功率↓電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率—頻率靜態(tài)特性曲線﹚β負(fù)荷的功頻特性曲線第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第41頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月﹚β當(dāng)頻率偏移額定值不多時(shí)，該特性常用一條直線來表示。也就是說，在額定頻率附近，負(fù)荷的有功功率與頻率呈直線關(guān)系。正數(shù)第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整有功負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)第42頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月﹚β當(dāng)頻率偏移額定值不多時(shí)，該特性常用一條直線來表示。也就是說，在額定頻率附近，負(fù)荷的有功功率與頻率呈直線關(guān)系。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整有功負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率第43頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月﹚β當(dāng)頻率偏移額定值不多時(shí)，該特性常用一條直線來表示。也就是說，在額定頻率附近，負(fù)荷的有功功率與頻率呈直線關(guān)系。﹚β第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整表示頻率變化時(shí)，負(fù)荷有功功率相應(yīng)的變化量第44頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月﹚β負(fù)荷設(shè)備不變時(shí)，負(fù)荷的功頻靜態(tài)特性PL負(fù)荷設(shè)備變化時(shí)，負(fù)荷的功頻靜態(tài)特性移動(dòng)第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第45頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力油調(diào)頻器油動(dòng)機(jī)調(diào)速汽門進(jìn)汽錯(cuò)油門BAabDEC飛擺額定頻率系統(tǒng)頻率下降后系統(tǒng)頻率，發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率。反映由頻率變化而引起汽輪機(jī)（或水輪機(jī)）輸出功率變化的關(guān)系，稱為發(fā)電機(jī)組有功功率—頻率靜態(tài)特性。二、發(fā)電機(jī)組的有功功率—頻率靜態(tài)特性第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第46頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力油調(diào)頻器油動(dòng)機(jī)調(diào)速汽門進(jìn)汽錯(cuò)油門BAabDEC飛擺調(diào)速器調(diào)節(jié)：一次調(diào)整調(diào)頻器調(diào)節(jié)：二次調(diào)整第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第47頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)組的有功功率—頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率：標(biāo)志著隨頻率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少或增加的多少。正數(shù)第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第48頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整空載時(shí)頻率額定功率額定頻率第49頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)與單位調(diào)節(jié)功率的關(guān)系：第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整標(biāo)幺值標(biāo)幺值更正教材P97中式（5-17）。第50頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月汽輪發(fā)電機(jī)組=(3~5)%或=33.3~20水輪發(fā)電機(jī)組=(2~4)%或=50~25一般來說發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的：第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第51頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月僅調(diào)速器動(dòng)作時(shí)，發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性。當(dāng)調(diào)頻器動(dòng)作后，發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性移動(dòng)。平移第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第52頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月改變調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定值。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第53頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

負(fù)荷功頻靜態(tài)特性與發(fā)電機(jī)功頻靜態(tài)特性的比較KL不可調(diào)整，KG可調(diào)整；KL、KG為f每變化一個(gè)單位所引起的PL或PG的變化量；f↓→PL↓，f↓→PG↑,二者綜合作用，減少功率缺額，有利于頻率穩(wěn)定。第54頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月三、頻率的一次調(diào)整系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率KS：表示電力系統(tǒng)負(fù)荷增加或減少時(shí)，原動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。教材中取“正號”第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第55頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月可以看出，系統(tǒng)有功可在不同頻率下平衡三、頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整為有差調(diào)節(jié)。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整頻率的一次調(diào)整是發(fā)電機(jī)調(diào)速特性和負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)共同承擔(dān)的。第56頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：取功率的增大或頻率的上升為正；反之，為負(fù)。為保證調(diào)速系統(tǒng)本身運(yùn)行的穩(wěn)定，不能采用過大的單位調(diào)節(jié)功率；對于滿載機(jī)組，不再參加調(diào)整。對于系統(tǒng)有若干臺(tái)機(jī)參加一次調(diào)頻：具有一次調(diào)頻的各機(jī)組間負(fù)荷的分配，按其調(diào)差系數(shù)即下降特性自然分配。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第57頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月不可調(diào)可調(diào)原始運(yùn)行狀態(tài)下的系統(tǒng)總有功功率第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第58頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月若發(fā)電機(jī)不參與調(diào)頻發(fā)電機(jī)不調(diào)頻，系統(tǒng)的頻率變化將很大。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整發(fā)電機(jī)不調(diào)頻發(fā)電機(jī)調(diào)頻第59頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月例5-1設(shè)電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組的容量和它們的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值為：水輪機(jī)組：100MW/臺(tái)×5臺(tái)，KG*=25汽輪機(jī)組：300MW/臺(tái)×2臺(tái)，KG*=16負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率KL*=1.5，系統(tǒng)總負(fù)荷為1000MW。試計(jì)算：1）全部機(jī)組都參加調(diào)頻時(shí)；2)汽輪機(jī)組已滿載，僅水輪機(jī)組參加調(diào)頻時(shí)的電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率和頻率下降0.2Hz系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第60頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月（MW/Hz）（MW/Hz）（MW）解：1)全部機(jī)組都參加調(diào)頻時(shí)水輪機(jī)組：汽輪機(jī)組：負(fù)荷：（MW/Hz）電力系統(tǒng)：

第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第61頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月（MW）2）僅水輪機(jī)組參加調(diào)頻時(shí)電力系統(tǒng)：

頻率的一次調(diào)整的作用是有限的，它只能適應(yīng)變化幅度小，變化周期較短的變化負(fù)荷，且一般情況下，一次調(diào)整不能維持頻率不變。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第62頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月例2電力系統(tǒng)總負(fù)荷為3000MW，＝1.5，正常運(yùn)行時(shí)f＝50Hz，假定此時(shí)系統(tǒng)全部發(fā)電機(jī)均滿載，若因故障失去300MW的出力，求系統(tǒng)f降到什么數(shù)值？解：相當(dāng)于負(fù)荷增加300MW第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第63頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月教材中的例題自學(xué)！第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第64頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月四、頻率的二次調(diào)整當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)幅度較大（0.5%~1.5%），周期較長（幾分鐘），僅靠一次調(diào)頻作用不能使頻率的變化保持在允許范圍內(nèi)，這時(shí)需要借助于調(diào)速系統(tǒng)中的調(diào)頻器動(dòng)作，以使發(fā)電機(jī)組的功頻特性平行移動(dòng)，從而改變發(fā)電機(jī)的有功功率以保持系統(tǒng)頻率不變或在允許范圍內(nèi)。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整(1)系統(tǒng)機(jī)組多、裝機(jī)容量大→負(fù)荷擾動(dòng)引起的△f??；(2)一次調(diào)頻有差，只能減小△f、但不能使△f＝0——對小幅度、變動(dòng)頻繁的負(fù)荷變化引起的頻率偏移進(jìn)行調(diào)整。一次調(diào)頻的特點(diǎn)總結(jié)：第65頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)二次調(diào)整增發(fā)功率改善了運(yùn)行頻率第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整AB段--負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)BC段--發(fā)電機(jī)一次調(diào)頻第66頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月不需一次調(diào)整頻率的二次調(diào)整可做到無差調(diào)節(jié)。全部由二次調(diào)整擔(dān)任第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整頻率的二次調(diào)整是通過改變調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定值來完成的。第67頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第68頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，由以下三方面提供：

二次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率；發(fā)電機(jī)組執(zhí)行一次調(diào)頻，按有差特性的調(diào)差系數(shù)分配而增發(fā)的功率；由系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)所減少的負(fù)荷功率率。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第69頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第70頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月對于N臺(tái)機(jī)，則：第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第71頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組均裝有調(diào)速器，所以系統(tǒng)中每臺(tái)運(yùn)行機(jī)組都參與頻率的一次調(diào)整（除滿載機(jī)組除外）。頻率的二次調(diào)整則不同，一般只由系統(tǒng)中選定的極少電廠的發(fā)電機(jī)組擔(dān)任頻率的二次調(diào)整。負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠稱為調(diào)頻廠。調(diào)頻廠又分成主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。主調(diào)頻廠（全系統(tǒng)1~2個(gè)）主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的調(diào)頻任務(wù)，輔助調(diào)頻廠（少數(shù)）在系統(tǒng)頻率偏移超過某一定值時(shí)參加二次調(diào)頻。按參與調(diào)頻順序又可分為第一調(diào)頻廠（主調(diào)頻廠）、第二調(diào)頻廠、第三調(diào)頻廠等。而非調(diào)頻廠在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，則按預(yù)先給定的負(fù)荷曲線發(fā)電，并進(jìn)行頻率的一次調(diào)整，而不參加頻率的二次調(diào)整。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第72頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月五、調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠須滿足的條件：調(diào)整的容量應(yīng)足夠大；調(diào)整的速度應(yīng)足夠快；調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能應(yīng)該好；注意系統(tǒng)內(nèi)及互聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題。

通過分析各種電廠的特點(diǎn)，調(diào)頻廠的選擇原則為：(1)豐水期：水電盡量滿發(fā)，一般不調(diào)頻→帶基荷調(diào)頻廠：效率較低的中溫中壓火電機(jī)組(2)枯水期：火電盡量多發(fā)，保證水庫蓄水主調(diào)廠：水電廠輔調(diào)廠：效率較低的中溫中壓火電廠第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第73頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月六、互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整把整個(gè)電力系統(tǒng)看作是由若干個(gè)子系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)輸電線路連接而成的互聯(lián)系統(tǒng)，在頻率調(diào)整時(shí)，為了減少線路傳輸損耗，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還要注意聯(lián)絡(luò)線路交換功率的控制問題。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第74頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月---A、B兩系統(tǒng)的負(fù)荷變化量---A、B兩系統(tǒng)由二次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率增量。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第75頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第76頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月A系統(tǒng)功率缺額B系統(tǒng)功率缺額第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第77頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月A系統(tǒng)功率缺額B系統(tǒng)功率缺額第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整此等效可推廣到n個(gè)子系統(tǒng)第78頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)絡(luò)線上流動(dòng)的交換功率特點(diǎn)如下：(1)當(dāng)A、B兩系統(tǒng)都進(jìn)行二次調(diào)頻，且則聯(lián)絡(luò)線上交換功率。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第79頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)有一個(gè)系統(tǒng)不進(jìn)行二次調(diào)頻時(shí)當(dāng)有一個(gè)系統(tǒng)不進(jìn)行二次調(diào)頻，如△PGB=0，則B系統(tǒng)的負(fù)荷變化量△PLB將由A系統(tǒng)的二次調(diào)頻來承擔(dān)，并由聯(lián)絡(luò)線送來的△Pab來抵消。第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整第80頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電力系統(tǒng)的頻