電力系統(tǒng)分析第13章(已修改)
2025-05-24 18:57 本頁面
【正文】 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 有功功率和頻率 電力系統(tǒng)頻率特性 電力系統(tǒng)頻率控制 有功功率平衡 小結(jié) 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力用戶的影響 (1) 電力系統(tǒng)頻率變化會(huì)引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化 ,這會(huì)使得電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的加工工業(yè)產(chǎn)品的機(jī)械的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化 ,轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量 ,甚至?xí)霈F(xiàn)次品和廢品。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力用戶的影響 （ 2）電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)會(huì)影響某些測量和控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能 ,頻率過低時(shí)有些設(shè)備甚至無法工作。這對一些重要工業(yè)和國防是不能允許的。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力用戶的影響 （ 3） 電力系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低 ,導(dǎo)致其所帶動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速和出力降低 ,影響電力用戶設(shè)備的正常運(yùn)行 。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力系統(tǒng)的影響 （ 1） 頻率下降時(shí) ,汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)會(huì)變大 ,輕則影響使用壽命 ,重則可能產(chǎn)生裂紋。對于額定頻率為 50Hz的電力系統(tǒng) ,當(dāng)頻率低到 45Hz附近時(shí) ,某些汽輪機(jī)的葉片可能因發(fā)生共振而斷裂 ,造成重大事故。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力系統(tǒng)的影響 （ 2） 頻率下降到 4748Hz時(shí) ,火電廠由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔機(jī)（如送風(fēng)機(jī)）的出力隨之下降 ,從而使火電廠發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率下降 。 這種趨勢如果不能及時(shí)制止 ,就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許的程度 。 這種現(xiàn)象稱為頻率雪崩 。 出現(xiàn)頻率雪崩會(huì)造成大面積停電 ,甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解 。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力系統(tǒng)的影響 （ 3） 在核電廠中 ,反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)泵對供電頻率有嚴(yán)格要求 。 當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時(shí) ,冷卻介質(zhì)泵即自動(dòng)跳開 ,使反應(yīng)堆停止運(yùn)行 。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性 A 頻率對電力系統(tǒng)的影響 （ 4） 電力系統(tǒng)頻率下降時(shí) ,異步電動(dòng)機(jī)和變壓器的勵(lì)磁電流增加 ,使無功消耗增加 ,引起系統(tǒng)電壓下降 ,頻率下降還會(huì)引起勵(lì)磁機(jī)出力下降 ,并使發(fā)電機(jī)電勢下降 ,導(dǎo)致全系統(tǒng)電壓水平降低。如果電力系統(tǒng)原來的電壓水平偏低 ,在頻率下降到一定值時(shí) ,可能出現(xiàn)所謂電壓雪崩現(xiàn)象 ,出現(xiàn)電壓雪崩也會(huì)造成大面積停電 ,甚至使系統(tǒng)瓦解。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性 A 維持電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi) 電力系統(tǒng)頻率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行的所有發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負(fù)荷消耗 (包括網(wǎng)損 )的有功功率總和之間的平衡來維持的。但是電力系統(tǒng)的負(fù)荷是時(shí)刻變化的 ,從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi) ，就是要及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組有功功率。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性 B 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 當(dāng)系統(tǒng)頻率在額定值附近時(shí) ， 雖然頻率滿足要求 ， 但沒有說明哪些機(jī)組參與并聯(lián)運(yùn)行 ， 并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組各應(yīng)該發(fā)多少有功功率 。 電力系統(tǒng)有功功率控制的任務(wù)之一就是要解決這個(gè)問題 。 這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題 。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性 C 保證聯(lián)合電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行 電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷地?cái)U(kuò)大 ,已經(jīng)出現(xiàn)了將幾個(gè)區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)在一起組成的聯(lián)合電力系統(tǒng) ， 有的聯(lián)合電力系統(tǒng)實(shí)行分區(qū)域控制 ， 要求不同區(qū)域系統(tǒng)間交換的電功率和電量按事先約定的協(xié)議進(jìn)行 。 這時(shí)電力系統(tǒng)有功功率控制要對不同區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線上通過的功率和電量實(shí)行控制 。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 概述 本章的主要內(nèi)容 ① 為什么 P和 f聯(lián)系起來 ② 有功功率平衡 ③ 調(diào)頻原理 ④ 調(diào)頻方法 和措施 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 有功功率和頻率 基本概念 電力系統(tǒng)的頻率由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，相聯(lián)系統(tǒng)只有一個(gè)頻率，是一個(gè)全局問題，與電壓不同。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 有功功率和頻率 頻率 ? 額定頻率： 50Hz ? 頻率偏移：系統(tǒng)運(yùn)行頻率與額定頻率之差。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 有功功率和頻率 電力系統(tǒng)的頻率水平由有功功率平衡決定 ， 如果有功電源充足 ， 能保證用戶需要 ， 且具有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整的能力 ，則能保證頻率在合理的范圍之內(nèi) ， 反之 ，則將出現(xiàn)較大的頻率偏移 。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率特性 發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜態(tài)特性 O PG PG2 PG1 f f1 f2 1 2 發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜態(tài)特性如右圖，當(dāng)功率增加到其額定功率時(shí)，輸出功率不隨頻率變化。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率特性 發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜態(tài)特性 O PG PG2 PG1 f f1 f2 1 2 等效發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜態(tài)特性如右圖所示，它跟 發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜態(tài)特性相似。 第十三章 電力系統(tǒng)的有功功率平衡和頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)頻率特性 發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜態(tài)特性 由此可見， 發(fā)電機(jī)組和等效發(fā)電機(jī)組的 功率頻率靜
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