第4章 电力系统有功功率和频率调整

1、2022-6-211第4章 电力系统有功功率和频率调整 概述 自动调速系统 电力系统的频率特性2022-6-2124.1 概述频率是电力系统运行的一个重要的质量指标，直接影响着负荷的正常运行。负荷要求频率的偏差一般应控制在（0.2 0. 5）Hz的范围内。2022-6-213频率不稳定给运行中的电气设备带来的危害：n对用户的影响v产品质量降低v生产率降低 n对发电厂的影响v 汽轮机叶片谐振v辅机功能下降v 对系统的影响v互联电力系统解列v发电机解列2022-6-21460602602602pnfdtdnJndtdnnJPPndtdJPPdtdJTTdtdJTTDGDGDGDG1、一般而言，系统

2、综合负荷的有功功率与频率大致呈一次方关系。2、要维持频率在正常的范围内，其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。2022-6-215 f=pn/60调整频率的主要环节是发电机原动机的自动调节转速系统。该系统的关键在于利用杠杆的作用调整汽轮机或水轮机的导向叶片，使其开度增大，增加进汽量或进水量。 一、 自动调速系统2022-6-216n第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动有很大的偶然性；n第二种变动幅度较大，周期也较长，属于这种负荷的主要有：电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷变动；n第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大，周期也最长，是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷

3、变动。二、频率调整的方法2022-6-217 有功负荷的变化及其调整 第一类负荷由调速器调整：频率的一次调整 第二类负荷由调频器调整：频率的二次调整 第三类负荷电力系统的经济运行调整2022-6-2184.2. 自动调速系统 一、调速器蒸汽AOBDE2022-6-219蒸汽AOBDE2022-6-2110蒸汽AOBDE2022-6-2111 二、调频器蒸汽AOBDE2022-6-2112 4.3.1 发电机组的P-f静态特性fPGfNf0PGN124.3 电力系统的频率特性2022-6-2113 1）发电机的单位调节功率（发电机组的功频静特性系数） 物理意义：标志着随频率的升降发电机组发出功率

4、减少或增加的多少。GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ *2022-6-2114n发电机调差系数：单位调节功率的倒数。发电机的单位调节功率与调差系数的关系：一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的：汽轮发电机组 水轮发电机组NGNGNGNGNNGNNGfPPPffPffPffPf/ 0 *001GK2550,04. 002. 07 .1625,06. 004. 0*GGKK2022-6-2115 发电机组的P-f静态特性fPGfNf0PGN1232022-6-2116 PDN 为频率为fN时，系统总有功负荷PD 为频率为f时，系统总有功负荷 稳态时，称为负荷的静态频率特性20

5、1233()()().DDNDNDNDNNNNfffPaPaPaPaPfff0123.1aaaa4.3.2 负荷的P-f静态特性2022-6-2117 负荷静态频率特性的线性表示 负荷的频率调节效应系数KDDDPKftg PDNfN2022-6-2118 负荷的P-f静态特性标幺值形式 一般为13201233.DPaa fa fa fDDDNDNPPKffPf2022-6-2119负荷的P-f静态特性例：系统负荷中35%与频率无关， 45%与频率一次方成正比， 10%与频率二次方成正比， 10%与频率三次方成正比。求系统频率从额定频率50Hz降到47Hz时，负荷功率变化的百分值，以及负荷的频率

6、调节效应系数。933. 0504750056. 06 . 5%056. 01944. 094. 01 . 094. 01 . 094. 045. 035. 094. 05047*323*32*2*10*fPKPPPfffPfDDDDDD2022-6-2120 4.4电力系统的P-f静态特性2022-6-21214.4.1 频率的一次调整n 由于负荷突增，发电机组功率不能及时变动而使机组减速，系统频率下降，同时，发电机组功率由于调速器的一次调整作用而增大，负荷功率因其本身的调节效应而减少，经过一个衰减的振荡过程，达到新的平衡。fPGf1f2P112P2PDPDPG1 0()DGDGDPPPKKf

7、K f 2022-6-2122nK： 称为系统的单位调节功率，单位Mw/Hz。表示原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下降或上升的多少。n对于系统有若干台机参加一次调频：0()DGDGDPPPKKfK f KKKfPfKKPDGDDGD/00DGKKK2022-6-21234.4.2 频率的二次调整 当负荷变动幅度较大（0.5%1.5%），周期较长（几分钟），需要调频器动作，以使发电机组的功频特性平行移动，从而改变发电机的有功功率以保持系统频率不变或在允许范围内。 2022-6-2124 如果 ，即发电机组如数增发了负荷功率的原始增量，则 ，即所谓的无差调节。 对于N台机，则：K

8、KKfPPfKKPPDGGDDGGD000000GDPP0fKKKfPPDGGD002022-6-2125n当系统负荷增加时，由以下三方面提供：二次调频的发电机组增发的功率 ；发电机组执行一次调频，按有差特性的调差系数分配而增发的功率 ；由系统的负荷频率调节效应所减少的负荷功率 。GPfKGfKD2022-6-21264.4.3 调频厂的选择 调频厂须满足的条件：调整的容量应足够大；调整的速度应足够快；调整范围内的经济性能应该好；注意系统内及互联系统的协调问题。通过分析各种电厂的特点，调频厂的选择原则为：系统中有水电厂时，选择水电厂做调频厂；当水电厂不能做调频厂时，选择中温中压火电厂做调频厂。2022-6-21274.4.4互联系统的频率调整 互联系统的频率调整ABABPDAPGAPDBPGBPKAKB2022-6-2128 互联系统的频率调整 A系统的单位调节功率 B系统的单位调节功率 A系统的负荷增量 B系统的负荷增量 A系统发电机的二次 B系统发电机的二次 调整增量 调整增量 AB系统联络线上的交换功