第3章 电力系统频率调节VIP免费

第3章电力系统频率调节授课教师:李天然南京师范大学电气与自动化工程学院3.1电力系统的频率特性3.1.1概述一、概述1)并列运行的每一台发电机组的转速与系统频率的关系为：式中P——发电机组转子极对数n——发电机组的转数（r/min）f——电力系统频率（Hz）显然，电力系统的频率控制实际上就是调节发电机组的转速。60pnf2)电力系统频率全系统一致。任一时刻，发供需平衡。•负荷增加时，系统出现了功率缺额，机组的转速下降，整个系统的频率降低。反之，则频率升高。•调频与有功功率调节是不可分开的。o调频是一个要有整个系统来统筹调度与协调的问题，不允许任何电厂有一点“各自为政”的趋向。•调频与运行费用的关系也十分密切。o力求使系统负荷在发电机组之间实现经济分配。3）负荷的变动情况可以分成几种不同的分量变化周期在10s～3min之间的脉动分量变化周期一般小于10s的随机分量变化周期在3min以上的持续分量•第一种负荷变化引起的频率偏移，利用调速器来调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整。•第二种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，这称为频率的二次调整。•第三种负荷变化，调度部门的计划内负荷，可称为频率的三次调整。3.1.2电力系统负荷的调节效应1）当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。)(fFPL2）电力系统中各种有功负荷与频率的关系负荷的功率—频率特性一般可表示为式中fN—额定频率PL—系统频率为f时，整个系统的有功负荷PLN—系统频率为额定值fN时，整个系统的有功负荷—为上述各类负荷占PLN的比例系数nNLNnNLNNLNLNLffPaffPaffPaPaP)()()(2210naaa,...1,0110naaa...将上式除以，则得标么值形式，即通常与频率变化三次方以上成正比的负荷很少，如忽略其影响，并将上式对频率微分，得称为负荷的调节效应系数。LNPnnLNLfafPafaaP*2*2*10**2*3*21**32LLKfafaadfdP*LKNLNLLffPPfPfPK//%%***近似例3-1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KL*值。解由（3-3）式可求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为则nnLfafafaaP****22103294.02.094.01.094.04.03.093.0166.0088.0376.03.07100)93.01(%LP17.167%%*fPKLL3.1.3发电机组的调节特性发电机组转速的调整是由原动机的调速系统来实现的。通常把由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率—频率特性或调节特性。发电机组的功率—频率特性取决于调速系统的特性。(一)机械式调速器工作原理D点提升D点下降A’’C’’同步发电机的频率调差系数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的标幺值表示为上式又称为发电机组的静态调节方程。GPfR***//GGNGNNPfPPffR0***GPRfofNf1PGaPGbPGPGfabf发电机组的功率—频率特性（二）发电机的调差系数在计算功率与频率的关系时，常常采用调差系数的倒数，KG*——发电机的功率-频率特性系数，或原动机的单位调节功率。一般发电机的调差系数或单位调节功率，可采用下列数值：对汽轮发电机组R*=(4-6)%或KG*=16.6-25；对水轮发电机组R*=(2-4)%或KG*=25-50；***1fPRKGG负荷增加，系统频率由fN稳定在f1：1号机组的负荷增加了ΔP12号机组的负荷增加了ΔP2两台机组增量之和等于ΔPL可得此式表明：在发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比。*1*2*2*1RRPP12P2P'2P2P1oP'11PPP2PLP1f1fNfABC两台发电机并联运行情况（三）机组间有功功率分配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ε来描述，即式中ΔfW—调速器的最大频率呆滞Nwff调速器的不灵敏区oPWPWPNPfWfWffNa...