电力系统频率控制

5-1频率调整必要性

5-2电力系统频率特性

5-3电力系统频率调整

第五章电力系统的有功功率和频率调整2023/5/2215-1频率调整必要性A频率对电力用户的影响

(1)

电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化,出现次品和废品。（2）电力系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能,频率过低时有些设备甚至无法工作。（3）电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低,导致其所带动机械的转速和出力降低,影响电力用户设备的正常运行。1、电力系统频率控制的必要性2023/5/222

B频率对电力系统的影响频率下降时,汽轮机叶片的振动会变大。频率下降到47-48Hz时,火电厂由异步电动机驱动的辅机（如送风机）的出力随之下降,从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。不能及时制止,出现频率雪崩会造成大面积停电,甚至使整个系统瓦解。2023/5/223发电厂的厂用机械多使用异步电动机带动的，系统频率降低将使电动机功率降低，影响电厂正常运行。电力系统频率下降时,异步电动机和变压器的励磁电流增加,使无功消耗增加,引起系统电压下降。2023/5/224A维持电力系统频率在允许范围之内

电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有发电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总和之间的平衡来维持的。但是电力系统的负荷是时刻变化的,从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内，就是要及时调节系统内并联运行机组有功功率。2、电力系统有功功率控制的必要性2023/5/225当系统频率在额定值附近时，虽然频率满足要求，但没有说明哪些机组参与并联运行，并联运行的机组各应该发多少有功功率。电力系统有功功率控制的任务之一就是要解决这个问题。这就是电力系统经济调度问题。

B提高电力系统运行的经济性2023/5/226电力系统的规模在不断地扩大,已经出现了将几个区域电力系统联在一起组成的联合电力系统，有的联合电力系统实行分区域控制，要求不同区域系统间交换的电功率和电量按事先约定的协议进行。这时电力系统有功功率控制要对不同区域系统之间联络线上通过的功率和电量实行控制。

C保证联合电力系统的协调运行2023/5/227

①为什么P和f联系起来②有功功率平衡③调频原理④调频方法和措施3、本章的主要内容2023/5/228事故分析1972年7月20日，浙江电网因常湖线输送功率过大，导致发热弛度增大，而对低压线放电，继电保护动作跳闸造成系统稳定破坏，频率急剧下降，结果造成浙江电网全面瓦解，全省约71.5％的用户停电1972年7月27日，湖北电网因继电保护误动作，武汉电网频率急剧下降，迫使青山、黄石两个电厂全停。瑞典南部系统，于1983年12月27日因斯德哥尔摩西北部的海尔迈变电所进行倒闸操作时设备损坏造成单相接地故障，使几条线路切除造成电压大幅度降低。后来甚至发展到南北电网解列，频率和电压急剧下降，南部电网完全崩溃而大面积停电，事故损失达5000万美元2023/5/229

5-2电力系统频率特性一、电力系统综合负荷的静态频率特性二、发电机组和电力系统等效发电机组的

功率频率静态特性

三、电力系统的频率特性

2023/5/2210系统负荷组成图13-1有功功率负荷的变化1－第一种负荷分量；2－第二种负荷分量3－第三种负荷分量4－实际的负荷变化曲线变化幅度很小，变化周期较短（一般为10s以内）的负荷分量；变化幅度较大，变化周期较长（一般为10s～3min）的负荷分量，属于这类负荷的主要有电炉，延压机械，电气机车等；变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度，人民的生活规律，气象条件的变化等。2023/5/2211频率的调整负荷的变化将引起频率的相应变化。第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整。这种调整通常称为频率的一次调整。第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这时必须有调频器参与频率调整，这种调整通常称为频率的二次调整。2023/5/22121、负荷分类（有功功率与频率的关系）与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉和整流负荷等。与频率的一次方成正比的负荷，负荷的阻力矩等于常数的属于此类，如球磨机、切削机床、往复式水泵、压缩机和卷扬机等。与频率的二次方成正比的负荷，如变压器中的涡流损耗。与频率的三次方成正比的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环水泵等。与频率的更高次方成正比的负荷，如静水头阻力很大的给水泵。一、电力系统综合负荷的静态频率特性2023/5/22132.电力系统负荷与频率的关系：电力系统综合负荷由各种各样的负荷组成。这些负荷吸取的有功功率有的与频率无关，有的与频率的一次方成正比，有的与频率的二次方成正比，有的与频率的更高次方成正比。但有：2023/5/2214用标么值表示为（PDN、fN）2023/5/22153、负县荷有矿功－告频率商的静篮态频米率特揭性在额湿定频析率附粥近，止负荷逐的静沃态频燥率特弦性近池似为染直线负荷孕的静讲态频迷率特煮性曲所线的该斜率炊称为协负荷则的频刘率调歌节效卖应系耗数KD。PDOfPDNfNβ20絮23同/5佣/1劲816实际驰系统段中KD*＝1～3频率浅变化1％，朗负荷崖有功怎功率箭相应斥变化堪（1～3）％调度望部门议必须境掌握越的一纺个数查据，戴考虑苍按频厦率减略负荷籍方案哗和低肌频率肿事故坡时用直一次朗切除滤负荷阀来恢积复频鸦率的宅计算奋依据张。低频秤减载仗是电晶力系偷统抑控制频作率下窗降、挡维持其系统裹频率绒稳定相的有匆效方碍法，圆控制刚电力沸系统挑一般腔故障伯及大陆面积民复杂脊故障类重要络而有跨效的等手段惯。合封理而脸快速可地切谅除负径荷或殃解列填，可额以使醋整个饱电网响在最受短的生时间晓内恢楚复至记稳定练运行悠状态拉。※不同色电力抹系统但或同遭一电锹力系呀统不炎同时鲁刻的KD、KD*都可温能不摩同，象是不葵能控爷制的赛。20音23巾/5碑/1路817二、固发电乳机组划的功绕率－渐频率座静态基特性发电款机的继频率惧是由蹈原动棵机的庸调速珠系统动来实巧现的酬。当成系统淘有功侦功率蹈平衡改遭到贼破坏缠，引主起频翅率变示化时虎，原瓜动机疗的调不速系访统将聋自动掀改变庄原动倡机的李进汽(水)量，齐相应总增加副或减踏少发都电机躲的出锤力。悼当调居速器聋的调咽节过龟程结摆束，傍建立位新的呢稳态矿时，德发电捐机的猪有功垂功率盟与频突率之巴间的乌关系育，称规为发自电机踪蝶组的晴有功征功率伤频率县静态萄特性殿。20累23颤/5滴/1回818测转物速元舰件离心露飞摆言及其然附件洋；放大寄元件界一错盟油门得；执行紧机构拢一油赏动机惹；转速妹控制伍机构梦或称击同步盖器图常原动倾机调敏速系势统示喝意图1.自动暑调速丹系统捎原理虹简介20经23缎/5然/1头8191.自动忆调速拦系统名原理匹简介20泳23态/5玻/1忍820频率叙一次宅调整册：变看化幅武度很昌小，涌变化滩周期援比较奶短的茄负荷古分量截，它锈所引节起的减频率买偏移龄可以宗由发霜电机潜组调壶速器婚调整匪。当频炮率一摔次调艇整结票束后活，所棋得发茅电机递的输馋出功盾率与疲频率晶关系——机组谊有功析功率撕与频睛率静牺特性严。20半23规/5典/1净821图袖发电摊机组宣的功率-频率鸟静态收特性oPGPGNff0fN122.发电道机组秩静态知调差评系数20宵23殖/5倘/1抢822由此杯可见尼，发虏电机隔组和坡等效隐发电仰机组愿的功劣率频输率静源态特热性都特是向填下倾锤斜的犁，其博程度伴用调绢差系减数表轧示：δ*——表征钢机组雁负荷忘变化倾后相助应转怖速（f）偏钩移的担程度艘。调差散系数蚊也叫长调差高率。δ*＝0.户05，如负趁荷改附变1％，频率酿将偏泳移0.录05％；如振负荷卷改变20％，则频咏率偏宅移1％。20点23嫁/5葱/1巩823调差观系数峰的倒赚数就家是机选组的爽单位桶调节卧功率KG*机组奸单位木调节经功率——表征深频率筛发生捞单位桐变化岛后，悉机组律输出引功率开的变超化量芒。δ*、KG*——可控叼的（部可整衫定的殃）负号贵表示铃频率败下降副时，至发电康机组抗的有乏功出且力增貌加。20票23裳/5联/1脉824电力班系统粉主要栋由发涛电机砌、输仁电网辜络和维负荷径组成千。把输五电网争络的折损耗狮看成餐负荷弹的一锈部分燃，则录电力咱系统碰是由宜两个浪环节怖组成带的闭谣环系计统。脚发电蜜机组余的功急率频馋率特读性和怠负荷住的功住率频按率特尖性的膊交点问就是戏电力觉系统蛾的频削率的味稳定焰运行者点。三、吹电力趋系统袖的频避率特县性20烤23型/5乒/1供825OPPG(f)P1ff2f1abP2P'D(f)PD(f)cΔPD0ΔPGΔPD原始身运行凡状态PD(f)，和渔发电光机组证静特令性交急点a。负荷俊增加ΔPD0，特辰性曲鞭线变贼为P´D(f)，新独的运糠行点b。发电雾机组净的功垦率输玩出的敲增量按：负荷粒的频吹率调积节效象应产图生的凤负荷猫功率译变化授：频率阅变化历：20密23赚/5归/1狼826OPPG(f)P1ff2f1abP2P'D(f)PD(f)cΔPD0ΔPGΔPD频率承下降煎时负荷闭功率跳的实免际增闭量：<0以上律同发妹电机爆组的喂功率垫增量弟相平愧衡：20厘23鄙/5师/1服827系统塑负荷满增加奔时，刚在发佩电机鹅组功呆频特露性和洗负荷僚本身阻的调数节效乌应共论同作绩用下渡又达依到了敲新的臭功率忌平衡阅。负荷羡↑，犯频率篇↓，获发电窗机按驶有差兼调节纺特性托增加档输出鱼；负荷远实际扔取用望的功序率也拌因频伤率的激下降绒而有沾所减览小。这种奶由发厅电机撕特性剂和负当荷调问节效罢应共错同承恢担系盈统负秧荷变叙化使杆系统亮运行别在另自一频幕率的阴频率距调整摆称为识频率糟的一参次调袜整。20序23甜/5辆/1检828K—棒—系统属的功把率－图频率占静特斜性系歇数，藏或系什统的姑单位糕调节疏功率扣。表壁示在响计及竟发电摄机组咏和负涨荷的泥调节轧效应蝇时，赔引起盛频率捕单位车变化宗的负遍荷变酸化量晓。根据K值的半大小狂，可虹以确丝式定在仗允许歇的频局率偏型移范座围内们，系蜡统所蛛能承需受的嘉负荷倡变化君量。K的数监值越鱼大，傲负荷袋增减慌引起兔的频意率变欠化就搞越小察，频准率也诊就越寄稳定填。20盼23嘴/5者/1贵829f2AOPPGNfP'D(f)PD(f)f1系统健中有档功功逝率电统源的帝出力抓不仅葬应该饱满足揉在额缓定频孔率下东系统签对有捡功功亡率的麦需求柄，并般且为靠了适纱应负跳荷增灰长，受还应碰该有滋一定诞的备咐用容柄量。初始归状态权，运蜘行在A点（浸满载起运行销）。A点以互后，畏发电尺机组萍的静土态特吧性是趁一条息与横厨轴平政行的灾直线设，KG＝0。系统完的负挤荷再奏增加妻，发杰电机厅不能袄再增坊加输考出了桶，发煎电机自组满君载时股只有老靠频晴率下鞋降后目负荷江本身翻的调企节效雹应的坝作用搬来取恳得新消的平卸衡。K*=KD*KD*很小华→负柴荷增扰加所耳引起伐的频层率下何降相苗当严而重。20扰23苏/5庭/1断8305－4电力烈系统蹦频率极调整一、舌电力全系统白频率奶的一舒次调疫整（n台）n台机置组输叛出功骑率总污增量秘为n台机晨组的寺等值荷单位吴调节枝功率岔为n台机垂组的烛等值收单位甲调节戴功率>>一台雾机组爆的单谈位调辉节功猴率。在输闲出功角率变画动值ΔPG相同木的条柔件下赤，多堡台机敞组并妇列运陷行时雾的频唱率变滋化比洁一台驱机组众运行逐时的堪要小泛得多词。20茎23帅/5末/1毯831求出近了n台机语组的津等值恨调差怒系数赵和等少值单还位调跳节功逆率后盗，就认可像摧一台长机和功等值罗单位讲调节影功率靠组时节一样友来分狭析频享率的块一次嫌调整刑。算出俯负荷稿功率捎初始衣变化呼量ΔPD0引起岂的频遇率偏辫差。趟而各纸台机义组所芽承担旷的功剃率增鸟量则播为或由上巾式可富见，器调差柴系数寇越小窝的机驶组增成加的谨有功双出力菊（相述对于据本身争的额势定值叙）就齐越多队。20判23歇/5恒/1按83220伟23锡/5植/1筑83320炒23学/5流/1副83420轻23便/5拉/1帐835二、挽电力夏系统臭频率痛二次康调整为什组么要耐进行码频率另的二猛次调案整？所以工系统询的功闯频特员性为翁基础斤的频志率一瘦次调美整的四作用润是有荣限的聚，只诱适用贴于负求荷变剑化幅遥度很行小、屡变换靠周期皮较短御的变随化负境荷。揪因此套，必指须进幅行频皱率的棵二次饰调整述，以姜实现驾频率今的无价差调渡节。汇无差候调节被：负恼荷变搬动时去，原排动机返转速返或者脚频率症保持斯不变份。20裕23轮/5培/1些836同步缺器二拌次调糖频测转误速元厅件离心事飞摆鼓及其萝附件宅；放大粉元件雅一错供油门崖；执行匪