【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?三、電力系統(tǒng)頻率控制的基本原理 （一）、頻率的一次調(diào)整 BfBGDPLP?GCPCfCGP?39。LP?AfA? ?LPf? ?39。LPf0f? ?GPf39。0f? ?39。GPfBf?1f?Cf?第七節(jié) 電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制的基本原理 GPf0 GAPD（二）頻率的 二次調(diào)整 (三 )、調(diào)頻電廠的選擇 第七節(jié) 電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制的基本原理 電力系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組都裝有調(diào)速器。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變 化時(shí)，有可調(diào)容量的機(jī)組均參與頻率的一次調(diào)整，而二次調(diào)整 只由部分發(fā)電廠承擔(dān)。從是否承擔(dān)頻率的二次調(diào)整任務(wù)出發(fā)， 可將系統(tǒng)中所有發(fā)電廠分為調(diào)頻廠和非調(diào)頻廠兩類。調(diào)頻廠負(fù) 責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整任務(wù)；非調(diào)頻廠在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下只 按調(diào)度控制中心預(yù)先安排的負(fù)荷曲線運(yùn)行，而不參加頻率調(diào) 整。選擇調(diào)頻電廠時(shí)，主要考慮下列因素： (1)具有足夠大的容量和可調(diào)范圍； (2)允許的出力調(diào)整速度滿足系統(tǒng)負(fù)荷變化速度的要求； (3)符合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則； (4)聯(lián)絡(luò)線上交換功率的變化不致影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。 水輪發(fā)電機(jī)組的出力調(diào)整范圍大，允許出力變化速度快，一 般宜選水電廠擔(dān)任調(diào)頻。 四、電力系統(tǒng)的有功功率控制 第七節(jié) 電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制的基本原理 （一）電力系統(tǒng)中的有功功率平衡 （二）并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間的有功功率分配 f PG 0 PG1(f) PG2(f) f1 PG1 PG2 △ PG1 △ PG2 f2 PG1’ PG2’ G G eiGiGei1iiiiiiP f PPPf??????? ? ? ???用 標(biāo) 幺 值 表 示 的 第 臺(tái) 機(jī) 組 的 調(diào) 差 系 數(shù) ；一 次 調(diào) 頻 結(jié) 束 時(shí) 產(chǎn) 生 的 系 統(tǒng) 頻 率 調(diào) 節(jié) 偏 差 。— — 第 臺(tái) 機(jī) 組 增 加 的 功 率 ；— —— — 第 臺(tái) 機(jī) 組 的 額 定 有 功 功 率 ；— —第七節(jié) 電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制的基本原理 GeG G e1 *1GDDG e G e11LLS G D r LSGGDDSr r G D e L e1m miiii iimmiiiiifPKPKPPPPK K K K ffKKiKKK K P P?????? ???????? ? ????????? ? ???? ? ? ? ? ? ? ???? ???的 求 取 方 法 ：— — 第 臺(tái) 機(jī) 組 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 ；— — 等 效 機(jī) 組 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 ；— — 等 效 機(jī) 組 的 調(diào) 差 系 數(shù) ；— — 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 ；— — 系 統(tǒng) 的 熱 備 用 ， 。第八節(jié) 聯(lián)合電力系統(tǒng)的頻率和有功功率控制 第九節(jié) 電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻方法和自動(dòng)發(fā)電控制 一、電力系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)頻方法 有主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法、虛有差法、積差調(diào)節(jié)法等 二、自動(dòng)發(fā)電控制（ AGC） 四個(gè)基本目標(biāo)： ① 使電力系統(tǒng)的發(fā)電出力和負(fù)荷功率相匹配； ② 將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值； ③ 空盒子區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等，實(shí)現(xiàn)各區(qū) 域內(nèi)有功功率的平衡； ④ 在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電廠間進(jìn)行負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。 第十節(jié) 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 主要內(nèi)容有： ?各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)及其合理組合； ? 發(fā)電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)特性； ? 經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制的主要算法；（等微增率算法、梯 度法、線性規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法） ? 火電廠之間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配； ? 水、火電廠之間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配； ? 電力系統(tǒng)網(wǎng)損及網(wǎng)損微增率。 第四章 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制 (一 )、 電壓偏移對(duì)電力用戶的影響 負(fù)荷 — 用電設(shè)備在某時(shí)刻從系統(tǒng)中取用的功率 負(fù) 荷 類 型 異步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 各類電爐 整流設(shè)備 電子儀器 電燈 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 一、電力系統(tǒng)電壓控制的必要性 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 電力負(fù)荷中比重最大的是異步電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)矩與端電壓的平 方成正比。如果額定電壓時(shí)最大轉(zhuǎn)矩為 100％，當(dāng)電壓下降到 90％時(shí)，它的最大轉(zhuǎn)矩將下降到額定電壓轉(zhuǎn)矩的 81％。因此， 當(dāng)電壓過(guò)低時(shí)可使電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)能力下降；使繞組溫度上升，加 速絕緣老化，嚴(yán)重情況下，甚至使電動(dòng)機(jī)燒毀。電壓下降時(shí)會(huì) 使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，將影響工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。 負(fù)荷變化是隨機(jī)的 — 規(guī)律性用負(fù)荷曲線表示 電爐的用功功率與電壓的平方成正比，煉鋼廠中的電爐會(huì) 因電壓降低而增加冶煉時(shí)間，從而影響產(chǎn)量。 電壓過(guò)低時(shí)，照明設(shè)備的發(fā)光頻率和亮度會(huì)大幅度下降。 電壓過(guò)高將使所有電氣設(shè)備絕緣受損；使變壓器、電動(dòng)機(jī) 等的鐵心飽和程度加深，鐵心損耗增大，溫升增加，壽命 縮短。 照明負(fù)荷，尤其是白熾燈，對(duì)電壓變化很敏感。電壓過(guò)高 會(huì)使白熾燈的壽命大大縮短，電壓高于額定值 10％，壽命 將縮短一半。電壓偏離額定值時(shí)，日光燈的壽命也會(huì)縮 短。 沖擊負(fù)荷（如軋鋼機(jī)等）會(huì)引起電壓突然下降和恢復(fù)，產(chǎn) 生電壓閃變。電壓閃變對(duì)沖擊負(fù)荷附近的用戶產(chǎn)生不良影 響，如燈光閃爍。 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 （二）電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)的影響 電廠中的廠用機(jī)械（如給水泵、循環(huán)水泵、送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)、 磨媒機(jī)等）是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。電壓下降會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下 降、出力減少，并影響廠用機(jī)械的出力。這將直接影響鍋爐和 汽輪機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電廠出力下降，危機(jī)電力系統(tǒng)的安 全運(yùn)行。 如果電力系統(tǒng)中無(wú)功功率嚴(yán)重短缺，電壓水平過(guò)于低下，使某 些樞紐變電站的母線電壓運(yùn)行在臨界值之下時(shí)，母線電壓有一 微小下降就會(huì)發(fā)生負(fù)荷消耗的無(wú)功功率增加量大于系統(tǒng)向該點(diǎn) 提供的無(wú)功功率增加量，使無(wú)功缺額進(jìn)一步增大，電壓進(jìn)一步 下降。如此惡性循環(huán)的結(jié)果，會(huì)使該樞紐變電站的母線電壓下 降到很低的水平。這種現(xiàn)象即所謂“電壓崩潰”。電壓崩潰后， 大量電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切除，某些發(fā)電機(jī)組失步，導(dǎo)致系統(tǒng)解列或大 面積停電。 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 二、電力系統(tǒng)無(wú)功功率控制的必要性 維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi) 電力系統(tǒng)的電壓是靠電力系統(tǒng)中無(wú)功功率平衡維持的。要控制電力系統(tǒng)在額定電壓運(yùn)行，就要控制電力系統(tǒng)中無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率等于電力系統(tǒng)負(fù)荷在額定電壓時(shí)所需消耗的無(wú)功功率。如果這個(gè)“等于”關(guān)系不能滿足，電力系統(tǒng)就會(huì)偏離額定電壓運(yùn)行?？梢?，維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)是靠控制電力系統(tǒng)無(wú)功電源的出力實(shí)現(xiàn)的。 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 電力系統(tǒng)的無(wú)功電源除了同步發(fā)電機(jī)外，還有并聯(lián)電容器同步調(diào)相機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 高壓輸電線路的充電功率相當(dāng)于在線路上并聯(lián)了電容器，因此高壓輸電線路也可以看成無(wú)功電源。選用哪種無(wú)功電源，將他們配置在何處，如何控制系統(tǒng)中無(wú)功電源的出力，是很重要的。這些工作做得好，不僅可以提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且還會(huì)減少無(wú)功功率傳輸過(guò)程中造成的無(wú)功和有功功率損耗，而且可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。例如，對(duì)于遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的電廠，就不要它發(fā)復(fù)哦多的無(wú)功功率送往負(fù)荷。這是因?yàn)檫h(yuǎn)距離地從電源經(jīng)過(guò)變壓器和輸電線路向負(fù)荷輸送無(wú)功功率，要產(chǎn)生電壓損耗（高壓線路和變壓器上的電壓損耗主要由無(wú)功功率造成的）和有功功率損耗，而且輸送距離越遠(yuǎn)，經(jīng)過(guò)的環(huán)節(jié)越多，電壓損耗和有功功率損耗就越大。因此，無(wú)功功率一般都盡可能就地、就近平衡 第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制的必要性 維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定 發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中重要的無(wú)功電源，而控制發(fā)電機(jī)輸出無(wú)功功率的是發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定方面，合理地選用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，可以使發(fā)電機(jī)出口某一電抗后面地電壓維持不變。這相當(dāng)于將發(fā)電機(jī)電抗和發(fā)電機(jī)后地電抗減少至零，從而提高電力系統(tǒng)地靜態(tài)穩(wěn)定性。在暫態(tài)穩(wěn)定方面，采用高勵(lì)磁頂值、快速響應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng)，會(huì)使發(fā)電機(jī)在加速過(guò)程中迅速增大勵(lì)磁電流，從而有效地改善電力系統(tǒng)地暫態(tài)穩(wěn)定性。在現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)上采用高性能的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器提高勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁電壓上升速度，對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯的效果。 第二節(jié)、電路系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制 一、電力系統(tǒng)的電壓控制 電力系統(tǒng)電壓控制的首要任務(wù)是控制電力系統(tǒng)中各種無(wú)功功率 電源發(fā)出的無(wú)功功率等于負(fù)荷在額定電壓下消耗的無(wú)功功率的 總合，維持電力系統(tǒng)電壓的總體水平在額定值附近；其次是控 制電力系統(tǒng)各結(jié)點(diǎn)電壓在允許范圍之內(nèi)。 電力系統(tǒng)的電壓監(jiān)視和控制是通過(guò)監(jiān)視和控制電壓中樞點(diǎn)的電 壓實(shí)現(xiàn)的。所謂電壓中樞點(diǎn)是指反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電 廠和樞紐變電站的母線電壓。 第二節(jié)、電路系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率控制 二、電力系統(tǒng)的無(wú)功功率控制 電力系統(tǒng)無(wú)功功率控制的首要任務(wù)是控制電力系統(tǒng)中各種無(wú)功 功率電源發(fā)出的無(wú)功功率等于負(fù)荷在額定電壓下消耗的無(wú)功功 率的總合，維持電力系統(tǒng)電壓的總體水平在額定值附近；其次 是保證上述“等于”成立的前提下，優(yōu)化電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率 的分布，即電力系統(tǒng)無(wú)功功率的優(yōu)化控制。優(yōu)化的內(nèi)容有：① 負(fù)荷所需的無(wú)功功率讓哪些無(wú)功電源提供最好，即無(wú)功電源的 最優(yōu)分布；②負(fù)荷所需的無(wú)功功率是讓已投入運(yùn)行的無(wú)功電源 供給好，還是裝設(shè)新的無(wú)功電源更好，即無(wú)功功率的優(yōu)化補(bǔ)償 第三節(jié)、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的 主要任務(wù)和對(duì)它的基本要求 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的構(gòu)成如圖 1所示。它由同 步發(fā)電機(jī)及其電壓互感器（ YH）、電流互感器 （ LH）和勵(lì)磁系統(tǒng)組成的一個(gè)反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)。 勵(lì)磁系統(tǒng)是向發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁電流的系統(tǒng)，包括生 產(chǎn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的勵(lì)磁功率單元、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié) 器、手動(dòng)調(diào)節(jié)部分以及滅磁、保護(hù)、監(jiān)視裝置和儀 表等。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓和電流的 變化以及其它輸入信號(hào)，按事先確定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控 制勵(lì)磁功率單元輸出（勵(lì)磁）電流的自動(dòng)裝置。 第三節(jié)、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的 主要任務(wù)和對(duì)它的基本要求 第三節(jié)、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的 主要任務(wù)和對(duì)它的基本要求 一、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要任務(wù) （一）、同步發(fā)電機(jī)的允許運(yùn)行范圍 Eqn Xd IN UN IN UN Eqn jINXd ???s indqXUEP ?Iq jIqx 第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 受限條件 定子繞組： IN為限 — S園弧 轉(zhuǎn)子繞組： 勵(lì)磁電流為限 — F園弧 原動(dòng)機(jī)出力：額定有功功率 — BC直線 其它約束： 靜穩(wěn)、進(jìn)相導(dǎo)致漏磁引起溫升 — T弧 fedqn iXE ?第三節(jié)、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的 主要任務(wù)和對(duì)它的基本要求 在系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下，供 給同步發(fā)電機(jī)所要求的勵(lì)磁功 率，對(duì)于不同的負(fù)載情況，均 應(yīng)能對(duì)勵(lì)磁電流自動(dòng)調(diào)節(jié)，以 維持機(jī)端或系統(tǒng)某點(diǎn)電壓在給 定的水平。右圖為在 10s時(shí)突增 一無(wú)功負(fù)荷 20s時(shí)切除時(shí)發(fā)電機(jī) 各參數(shù)的變化仿真曲線，可見 無(wú)功負(fù)荷增加時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào) 節(jié)輸出的勵(lì)磁電壓以滿足無(wú)功 負(fù)荷要求，來(lái)維持機(jī)端電壓保 持不變。 二、同步發(fā)電機(jī)的進(jìn)相與調(diào)相運(yùn)行 進(jìn)相 發(fā)有功，吸收無(wú)功 輸電線路長(zhǎng)、電容大、輕載時(shí)電壓升高，需吸收無(wú)功 時(shí)，發(fā)電機(jī)從遲相轉(zhuǎn)為進(jìn)相， If越小， 越大 靜穩(wěn)態(tài)儲(chǔ)備下降、端部嚴(yán)重發(fā)熱、影響出力 ?c osUEI qf ?? ?調(diào)相 只發(fā)或吸收無(wú)功 調(diào)壓需要 水輪機(jī)低水位 汽輪機(jī)處于檢修 汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)很低 第三節(jié)、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的 主要任務(wù)和對(duì)它的基本要求 應(yīng)能保證并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率得到合理分配，因此對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性應(yīng)有一定的要求。 39。39。Q Q 1 Q 239。,39。39。Q Q 1 Q 2。VVI I II I I? ? ? ? ????均 具 有 有 差 特 性 。 兩 機(jī) 組 的 電 壓 必 然 相等 ， 各