電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)課件：電力頻率一次調(diào)整

電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)

電力頻率一次調(diào)整2025/3/72上次課內(nèi)容自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理和基本構(gòu)成理解閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)熟記基本原理框圖自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)及功能4大環(huán)節(jié)名稱及功能勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制類別及含義勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性及發(fā)電機(jī)外特性勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性含義及影響因素發(fā)電機(jī)外特性典型曲線及調(diào)整2025/3/73本次課內(nèi)容理解電力系統(tǒng)頻率控制體系理解頻率的含義和調(diào)頻的原因頻率調(diào)整技術(shù)體系負(fù)荷和發(fā)電機(jī)靜態(tài)功率-頻率特性負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)發(fā)電機(jī)調(diào)速器及頻率-有功外特性電力系統(tǒng)一次調(diào)頻過程調(diào)頻過程分析調(diào)頻過程計算2025/3/741電力系統(tǒng)頻率控制體系電力系統(tǒng)狀態(tài)指標(biāo)電力系統(tǒng)控制本質(zhì)是有功平衡功率和無功功率平衡的控制有功調(diào)節(jié)：頻率控制無功調(diào)節(jié)：電壓控制有功功率調(diào)整與頻率控制手段：有功調(diào)節(jié)（發(fā)電機(jī)出力調(diào)整，負(fù)荷控制）目的（指標(biāo)）：頻率穩(wěn)定在規(guī)定范圍特點(diǎn)：全網(wǎng)穩(wěn)態(tài)頻率相等；（動態(tài)過程中全網(wǎng)頻率不一致）集中控制為主，分散控制為輔；手段單一：主要是發(fā)電機(jī)2025/3/751電力系統(tǒng)頻率控制體系——頻率含義電力系統(tǒng)頻率系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流正弦電壓的頻率穩(wěn)態(tài)情況下與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（機(jī)械頻率）存在對應(yīng)關(guān)系暫態(tài)過程中，各發(fā)電機(jī)功角振蕩，頻率不再相等功率不平衡（功率缺額）是系統(tǒng)頻率變化的主要原因經(jīng)過暫態(tài)過程后，全系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一頻率調(diào)頻是需要由整個系統(tǒng)統(tǒng)籌調(diào)度和協(xié)同，不能允許任何電廠各自為政2025/3/761電力系統(tǒng)頻率控制體系——頻率控制原因負(fù)荷時變是頻率需要控制的根本原因控制模式：電源可控、負(fù)荷隨機(jī)，“機(jī)隨荷動”控制模式實(shí)際實(shí)現(xiàn)：區(qū)別對待，控制系統(tǒng)分層隨機(jī)分量：短周期(<10s)小波動(<1%)，隨機(jī)負(fù)荷，不可預(yù)測脈動分量：中周期(10s~3min)中波動(1%~5%)，沖擊性負(fù)荷，可實(shí)時預(yù)測持續(xù)分量：長周期(h級)大波動(>10%)，生產(chǎn)生活規(guī)律，負(fù)荷預(yù)測對象2025/3/771電力系統(tǒng)頻率控制體系——技術(shù)體系隨機(jī)分量：利用發(fā)電機(jī)自身的調(diào)速器應(yīng)對，快速響應(yīng)負(fù)荷小幅快速波動，降低負(fù)荷變化導(dǎo)致的頻率波動幅值，稱為一次調(diào)頻。脈動分量：利用發(fā)電機(jī)調(diào)頻器+調(diào)度中心應(yīng)對，恢復(fù)頻率，避免頻率長時間偏移，稱為二次調(diào)頻或自動發(fā)電控制持續(xù)分量：按照經(jīng)濟(jì)分配原則制定發(fā)電計劃，稱為三次調(diào)頻或經(jīng)濟(jì)調(diào)度。負(fù)荷波動經(jīng)濟(jì)調(diào)度一次調(diào)頻、二次調(diào)頻、三次調(diào)頻（經(jīng)濟(jì)分配）調(diào)速器、調(diào)頻器、調(diào)度中心2025/3/782電力系統(tǒng)頻率特性——含義電力系統(tǒng)電壓不變時，電力系統(tǒng)有功功率對頻率的相關(guān)關(guān)系包括負(fù)荷頻率特性和發(fā)電頻率特性，又分為靜態(tài)頻率特性和動態(tài)頻率特性分析方法：分別繪制負(fù)荷和發(fā)電的頻率特性曲線（功頻曲線）根據(jù)二者交點(diǎn)確定系統(tǒng)頻率2025/3/792.1電力系統(tǒng)頻率特性——負(fù)荷頻率特性有功負(fù)荷隨頻率而改變的特性叫做負(fù)荷的功率—頻率特性，僅考慮穩(wěn)態(tài)對應(yīng)關(guān)系時為負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性，也稱作負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷的綜合功率—頻率特性一般可表示為：ai描述了負(fù)荷中頻率無關(guān)分量、與頻率一次方成正比分量、與頻率二次方成正比分量。。。的占比2025/3/7102.1電力系統(tǒng)頻率特性——負(fù)荷頻率特性簡化分析：以曲代直，僅保留一次項(xiàng)反映小范圍內(nèi)有功功率隨頻率變化的程度，足夠精確系統(tǒng)頻率通常偏移很小（正常：±0.2Hz，事故：±0.5Hz）負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)：，無量綱的常數(shù)，系統(tǒng)頻率變化1％時有功負(fù)荷功率變化百分?jǐn)?shù)。一般在1～3之間，各系統(tǒng)不同，亦隨季節(jié)及晝夜交替而有所變化2025/3/7112.2電力系統(tǒng)頻率特性——發(fā)電機(jī)頻率特性頻率變化與而發(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，或頻率調(diào)節(jié)特性關(guān)鍵影響因素：調(diào)速器調(diào)速器規(guī)律，負(fù)反饋控制，頻率下降（上升）時增加（減?。┰瓌訖C(jī)的輸入功率2025/3/7122.2電力系統(tǒng)頻率特性——發(fā)電機(jī)頻率特性發(fā)電機(jī)外特性——斜率較小的直線無調(diào)速器？圖3-4發(fā)電機(jī)組的功率—頻率特性－發(fā)電機(jī)組的輸出功率增量；

－對應(yīng)于頻率增量。2025/3/7132.2電力系統(tǒng)頻率特性——發(fā)電機(jī)頻率特性表征參數(shù)：調(diào)差系數(shù)（斜率），額定頻率下的功率輸出（截距）決定了有功負(fù)荷變化量在并聯(lián)機(jī)組之間的分配調(diào)差系數(shù)R的標(biāo)幺值表示對汽輪發(fā)電機(jī)組或；對水輪發(fā)電機(jī)組或。單位調(diào)節(jié)功率2025/3/7142.2電力系統(tǒng)頻率特性——并聯(lián)機(jī)組有功分配在發(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。調(diào)差系數(shù)小的機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷增量要大，而調(diào)差系數(shù)大的機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷增量要小頻率變化：功率分配：2025/3/7152.2電力系統(tǒng)頻率特性——發(fā)電機(jī)實(shí)際頻率特性發(fā)電機(jī)實(shí)際調(diào)節(jié)特性使一條具有一定寬度的帶子調(diào)節(jié)遲滯稱為調(diào)速器的不靈敏區(qū)（失靈區(qū)）導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組有功功率分配存在誤差，誤差大小與失靈度成正比避免調(diào)速器過分頻繁調(diào)整汽輪機(jī)0.1%-0.5%；水輪機(jī)：0.1%-0.7%2025/3/7163電力系統(tǒng)一次調(diào)頻過程發(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(diǎn)就是電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)系統(tǒng)負(fù)荷變時，可調(diào)容量的發(fā)電機(jī)組均按各自的頻率調(diào)節(jié)特性參加頻率的一次調(diào)整2025/3/7173電力系統(tǒng)一次調(diào)頻過程所有并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組都裝有調(diào)速器當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變時，可調(diào)容量的發(fā)電機(jī)組均按各自的頻率調(diào)節(jié)特性參加頻率的一次調(diào)整發(fā)電的功頻特性取決于一次調(diào)頻（調(diào)速器）特性；一次調(diào)頻必然有差；電廠分為調(diào)頻廠和非調(diào)頻廠（功率參考點(diǎn)是否可以遠(yuǎn)方快速修改）調(diào)頻廠承擔(dān)電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整任務(wù)非調(diào)頻廠只參加頻率的一次控制調(diào)整任務(wù)，或只按調(diào)度中心預(yù)先安排的負(fù)荷曲線運(yùn)行2025/3/7183電力系統(tǒng)一次調(diào)頻過程【例】一個區(qū)域有兩個并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電單元，在額定頻率下提供700MW的功率，其中單元1提供200MW，單元2提供500MW，現(xiàn)增加負(fù)荷130MW。（1）假定沒有頻率敏感型負(fù)荷，試求穩(wěn)態(tài)頻率偏差和每個發(fā)電單元新的發(fā)電量。（2）頻率變化為1%時，負(fù)荷變化率為0.804%，試求穩(wěn)態(tài)頻率偏差和每個發(fā)電單元新的發(fā)電量。關(guān)鍵：（1）求出總調(diào)差系數(shù)（2）注意標(biāo)幺值歸算2025/3/7193電力系統(tǒng)一次調(diào)頻過程【例】一個區(qū)域有兩個并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電單元，在額定頻率下提供700MW的功率，其中單元1提供200MW，單元2提供500MW，現(xiàn)增加負(fù)荷130MW。（1）假定沒有頻率敏感型負(fù)荷，試求穩(wěn)態(tài)頻率偏差和每個發(fā)電單元新的發(fā)電量。重新選擇1000MW為基值：負(fù)荷變化量：2025/3/7203電力系統(tǒng)一次調(diào)頻過程【例】一個區(qū)域有兩個并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電單元，在額定頻率下提供700MW的功率，其中單元1提供200MW，單元2提供500MW，現(xiàn)增加負(fù)荷130MW。（1）假定沒有頻率敏感型負(fù)荷，試求穩(wěn)態(tài)頻率偏差和每個發(fā)電單元新的發(fā)電量。202