电力系统自动化第3章复习

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转变,这种有功负荷随频率而

转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

调整效应。

+必卬

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

工+(/V

=Pie+a\Pie+。3Pie+ClnPie-T

[fe)[fe)e)

式中/,一额定频率

丹一系统频率为f时，整个系统的有功负荷

儿一系统频率为额定值.时，整个系统的有功负荷

如⑷，……4n—为上述各类负荷占几的比例系数

—f1=%+2。/+3a3E-勺.

df.

或写成:

K=△以二一%二温/上

"-V—V%—\f/fN

K,*称为负荷的调整效应系数。

茏电力系统中，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

+。n

Pi*=〃o+aif*2<2+..........anf*

=0.3+0.4x0.94+0.1x0.942+0.2x0.943

=0.3+0.376+0.088+0.166=0.930

则A/^%=(1-0.930)x100=7

八5％7…

_曰KL*=——-——=—=1・17

于T正L△£%6

例3-2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,若仁,=1.5,求负荷频率调整效应系数长值。

解：KL=K/*X&=1.5X^>=96(MW/HZ)

f(50

若系统的心值不变，负荷增长到3650MW时，则

._36501八八.

KL=L5X――=109.5(MW/Hz)

—Jk_/

即频率降低1Hz,系统负荷削减I09.5MW,由此可■知,KL的数值与系统的负荷大

小有关。

R=-£

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

区.纣"一馍

\PGe!PGe△

或写成AA+R△分*=0

又称为发电机组的静态调整方程。

计算时

1

KG*=—=-------—

RM

心.一一发电机的功率-频率特性系数，或原动机的单位调整功率。

调整特性的失灵区定义：由于测量元件的不灵敏性,对微小的转速变化不能

反应，调速器具有肯定的失灵区，因而调整特性实际上是一条具有肯定宽度

的带子。

不灵敏区的宽度可以用失灵度£来描述，即

一九

fe

式中Afw一调速器的最大频率呆滞

有失灵区产生的安排功率上的误差为（用标幺值表示）：

影响：1）△2■，*与失灵度£成正比，而与调差系数成反比。过小的调差系

数将会引起较大的功率安排误差，所以/?*不能太小。

2）假如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

要调整，这样会使阀门的调整过分频繁。

P75例3-1/3-2

调频（原理….…）目的：是调整系统频率为额定值；保持联络线功率为方案值（这

样的调频由自动发电掌握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

Af+RAPc=0

式中V、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

增量R一一有差调频器的调差系数

优缺点：1、各机组同时参与调频，没有先后之分

2、方案外负荷在调频机组间是按肯定的比例安排的（调差系数越大，担当调整

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：

旷=0（发电机L主导发电机）

△22=（人/%（发电机2）

发电机〃）

式中NPa—第i调频发电机的有功增量Ki一功率安排系数

各调频机组分担的频率为

K.AP=Ki-lAD

flle

1+&+……■K

式中K1=l+K1+……+K,i

优缺点：1、各调频机组间的出力也是依据肯定的比例安排的。

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）是依据系统频率偏差的累积值进行工作的。

单机积差调整的调频方程式为：

即+KAPc=O

Nf=fp

（'JJe）（3-18）

式中K一调频功率比例系数

积差调整法的特点是调整过程只能在二°时结束，

「△m=一以七=常数

J./C,此常数与方案外负荷成正比。

多台机组用积差法实现调频时，可采纳集中制、分散制两种方式（P81）

其调频方程组如下

J切力+KiAPci二。

J^fdt+K2Ape2=^

>

jAfd£+K〃APc〃=。

每台调频机组分担的方案外负荷为

K,3=1)

优缺点：

频率积差调整法的优点是能使系统频率维持额定。

方案外的负荷能在全部参与调频的机组间按肯定的比例进行安排。

缺点是频率积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调整过程缓慢。

改进积差调频法

1)调频方程式：

在频率积差调整的基础上增加频率瞬时偏差的信息

M+Ri(APci+aJK\fdt)=0(i=1,2,……n)式

中八儿一第i台机组担当的功率调整量尺一第i台机组的调差系数CCi

一第i台机组调整功率的安排系数，=1K一功率频率换算系数

1

分区掌握误差ACE分区掌握误差(areacontrolerror)

ACE=KAf+APg

ACE=O表明本区无负荷变动，无须调频

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安排负荷，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掌握，一般分为三种状况

由同步发电机的调速器实现的掌握（一次调整，10S）;

由自动发电掌握（简称AGC,）（二次调整，10S~3min）；

依据经济调度（简称EDC,）（三次调整，＞3min）。

自动发电掌握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和匹配；

②将电力系统的频率偏差调整掌握到零，保持系统频率为额定值：

③掌握区域间联络线的交换功率与方案值相笔，以实现各个区域内rr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安排。

自动发电掌握系统包括两大部分：（1）负荷安排器（2）发电机组掌握器

按频率自动减负荷。中文简拼为“ZPJH"，英文为UFLS：只能在系统频率驿到

某值以下，实行切除相应用户的方法来削减系统的有功缺额，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尸肥，=2800MW,系统最大的功率缺额

Pqe=900MW,负荷调整效应系数=2,自动减负荷动作后，盼

望恢复频率值力丁=48法，求接入减负荷装置的负荷总功率5”。

2

妣

448Hz50//z

图3-25例3-3示意图

解减负荷动作后，残留的频率偏差相对值

50-48

=0.04

N*=50

由式(3-47)得

八900-2x0.04x2800g,

P.=------------------------=7341MWl

JH1-2x0.04

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)最终一轮的动作频率：自动减负荷装置最终一轮的动作频率最好不低于

46〜46.5Hz

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)

特别轮断开功率可按以下两个极限条件来选择：

(1)当最终其次轮即n—1轮动作后，