电力系统自动化复习

电力系统频率特性：发电机与频率成反比；负荷与频率成正比当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变,这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率一频率特性，是负荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。AP=A1+5A攻图3-2负荷的静态频率特性图图3-2负荷的静态频率特性图3-3有功负荷的静态频率特性负荷的功率一频率特性一般可表示为P=a0PP=a0PJ4Plele2+a3Ple3+ +anPe式中f一额定频率pi-系统频率为f时,整个系统的有功负荷Pl一系统频率为额定值f时，整个系统的有功负荷a0,a/a0,a/a一为上述各类负荷占P的比例系数ledPl*=a+df1*2a2f+3a3f2=K*或写成:K_Ap*_Ap%_Ap/p,*「可=A*%=&/f：Kl*称为负荷的调节效应系数。某电力系统中，与频率无关的负荷占30%,与频率一次方成比例的负荷占40%,与频率二次方成比例的负荷占10%,与频率三次方成比例的负荷占20%。求系统频率由50Hz下降到47Hz时，负荷功率变化的百分数及其相应的值。解由（3-3）式可求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为

Pl*=a0+a1f*+a2f2+=0.3+0.4x0.94+0.1x0.942+0.2x0.943=0.3+0.376+0.088+0.166=0.930APL%=（1-0.930）x100=7AP% 7K- l_=_=1.17于是L* Af% 6于是例32某电力系统总有功负荷为3200MW（包括电网的有功损耗），系统的频率为50Hz，若K=1.5，求负荷频率调节效应系数KL值。P「频率为50Hz，若K=1.5，求负荷频率调节效应系数KL值。P「3200”角牛：K=Kx—ie=1.5x =96L L*f 50（MW/Hz）若系统的KL*值不变，负荷增长到3650MW时，则K=1.5x兆50=109.5L50（MW/Hz）即频率降低1Hz，系统负荷减少109.5MW，由此可知，勺的数值与系统的负荷大小有关。同步发电机的频率调差系数RR=-@APG负号表示发电机输出功率的变化和频率的变化符号相反。调差系数R的标幺值表示为R=-JAf

* AP PGeGeAf,

*_APG*图3-5发电机组的功率一频率特性或写成又称为发电机组的静态调节方程。计算时Kg*发电机的功率-发电机的功率-频率特性系数或原动机的单位调节功率。调节特性的失灵区定义：由于测量元件的不灵敏性，对微小的转速变化不能反应，调速器具有一定的失灵区，因而调节特性实际上是一条具有一定宽度的带子。不灵敏区的宽度可以用失灵度£来描述，即Afwfe式中Afw一调速器的最大频率呆滞有失灵区产生的分配功率上的误差为（用标幺值表示）:APw*影响：1）APw*与失灵度£成正比，而与调差系数R*成反比。过小的调差系数将会引起较大的功率分配误差，所以R*不能太小。2）如果不灵敏区太小或完全没有，那么当系统频率发生微小波动时，调速器也要调节，这样会使阀门的调节过分频繁。P75例3-1/3-2调频（原理.......）目的：是调整系统频率为额定值；保持联络线功率为计划值（这样的调频由自动发电控制AGC完成）调频方法：有差调频法；主导发电机法；积差调频法（同步时间法）；改进积差法；分区调频法。1、有差调频法指用有差调频器进行并联运行，达到系统调频的目的的方法。有差调频器的稳态工作特性可以用下式表示，即A+RAP=0c式中 Af、AP——调频过程结束时系统频率的增量与调频机组有功功率的c增量R——有差调频器的调差系数优缺点：1、各机组同时参加调频，没有先后之分2、计划外负荷在调频机组间是按一定的比例分配的（调差系数越大，承担调节系数越小）3、频率稳定值的偏差较大主导发电机法1）调频方程式:5=0（发电机1,主导发电机/TOC\o"1-5"\h\zAP=KAP（发电机2J >APC=KAP1（发电机n） ,式中APC•一第'调频发电机的有功增量 Ki一功率分配系数各调频机组分担的频率为K KAP= -AP=_^iAPCi1+K+ + K 执e~K~执e1 n-1 %式中K=1+K1++K1优缺点：1、各调频机组间的出力也是按照一定的比例分配的。2、在无差调频器为主导调频器的主要缺点是各机组在调频过程中的作用有先有后，缺乏“同时性”积差调频法（同步时间法）1）调频方程式:积差调频法（或称同步时间法）是根据系统频率偏差的累积值进行工作的。单机积差调节的调频方程式为：t+KAP=0（Af=fT） （3-18）式中K一调频功率比例系数积差调节法的特点是调节过程只能在Af—0时结束，'*dt=-KAPC=常数，此常数与计划外负荷成正比。多台机组用积差法实现调频时，可采用集中制、分散制两种方式（P81）其调频方程组如下、国dt+K1AP1=0\Afdt+KAp=0每台调频机组分担的计划外负荷为P=Kx伍P,KIJ优缺点：频率积差调节法的优点是能使系统频率维持额定。计划外的负荷能在所有参加调频的机组间按一定的比例进行分配。缺点是频率积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调节过程缓慢。改进积差调频法1）调频方程式：在频率积差调节的基础上增加频率瞬时偏差的信息A+RiVAPci+aJKAfdt）=0 （i12 n）式中APci-第i台机组承担的功率调节量Ri—第i台机组的调差系数"i一第i台机组调节功率的分配系数，£&i=1K—功率频率换算系数1分区控制误差ACE分区控制误差（areacontrolerror）ACE=KAf+APACE=0表明本区无负荷变动，无须调频微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。等微增率法则，就是运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，目的:使系统总的燃料消耗（或费用）为最小。P87例3-3电力系统中发电量的控制，一般分为三种情况由同步发电机的调速器实现的控制（一次调整，10S）；由自动发电控制（简称AGC，）（二次调整，10S~3min）；

按照经济调度（简称EDC,）（三次调整，＞3min）自动发电控制系统具有四个基本任务和目标：①使全系统的发电机输出功率和总负荷功率相匹配；②将电力系统的频率偏差调整控制到零，保持系统频率为额定值；③控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，以实现各个区域内有功功率和负荷功率的平衡；④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。自动发电控制系统包括两大部分：（1）负荷分配器（2）发电机组控制器按频率自动减负荷。中文简拼为“ZPJH"，英文为UFLS：只能在系统频率降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。例3-3某系统的用户总功率为「加=2800MW，系统最大的功率缺额P =900MW，负荷调节效应系数\*=2，自动减负荷动作后，希qe望恢复频率值fhf=48Hz，求接入减负荷装置的负荷总功率PJH。解减负荷动作后，残留的频率偏差相对值丁=0.04由式PJH(解减负荷动作后，残留的频率偏差相对值丁=0.04由式PJH(3-47)得900-2x0.04x2800==734MW1-2x0.04各轮动作功率的选择1）第一级动作频率一般的一级启动频率整定在49Hz。2）最后一轮的动作频率：自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于46〜46.5Hz图3-25例3-3示意图八f*3）前后两级动作的频率间隔：前后两级动作的时间间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有跳闸时间限制的。（P97）特殊轮断开功率可按以下两个极限条件来选择：（1）当最后第二轮即n-1轮动作后，系统频率不回升反而降到最后一轮，即第n轮动作频率fdz”附近，但又不足使第n轮动作时，则在特殊轮动作断开其所接用户功率后，系统频率应恢复到hf-min以上，因此特殊轮应断的用户功率为

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