電力系統(tǒng)有功功率平衡電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析陳珩(編輯修改稿)
2025-07-24 06:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能回到原來值，因此一次調(diào)整為有差調(diào)節(jié)。為使負荷增加后機組轉(zhuǎn)速仍能維持原始轉(zhuǎn)速，要求有“二次調(diào)整”。“二次調(diào)整”是借調(diào)頻器完成的。調(diào)頻器轉(zhuǎn)動蝸輪、蝸桿，將D點抬高。D點上升時，杠桿DE繞F點順時針轉(zhuǎn)動，錯油門再次向下移動，開啟小孔。在油壓作用下，油動機活塞再次向上移動，進一步增加進汽或進水量。機組轉(zhuǎn)速上升，離心飛擺使A點由A`向上升。而在油動機活塞向上移動時，杠桿AB又繞A逆時針轉(zhuǎn)動，帶動C、F、E點向上移動，再次堵塞錯油門小孔，再次結(jié)束調(diào)節(jié)過程。如D點的位移選擇得恰當，A點就有可能回到原來位置。這就是頻率的“二次調(diào)整”作用。由于調(diào)整的結(jié)果，頻率能回到原來值，因此二次調(diào)整為無差調(diào)節(jié)。電源有功功率靜態(tài)頻率特性通?？梢岳斫鉃榫褪前l(fā)電機中原動機機械功率的靜態(tài)頻率特性。原動機未配置自動調(diào)速時，其機械功率與角速度或頻率的關(guān)系：Pm=C1ωC2ω2=C1fC2f2式中各變量都是標幺值；CC2為常數(shù)，而且通常C1=2C2。可作如下理解：機組轉(zhuǎn)速很小時，即使蒸汽或水在它葉輪上施加很大轉(zhuǎn)矩，它的功率輸出仍很小，因功率為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積；機組轉(zhuǎn)速很大時，由于進汽或進水速度很難跟上葉輪速度，它們在葉輪上施加的轉(zhuǎn)矩很小，功率輸出仍然很?。恢挥性陬~定條件下，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都適中，它們的乘積最大，功率輸出最大。調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)頻器的二次調(diào)整作用在于：原動機的負荷改變時，手動或自動地操作調(diào)頻器，使有一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線平行移動，有調(diào)頻器的二次調(diào)整后，原動機的運行點就從一根僅有一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線過渡到另一根曲線。負荷及發(fā)電機組的有功功率一頻率靜態(tài)特性已知時 , 分析頻率的一次調(diào)整并不困難 。為此，可先設(shè)系統(tǒng)中僅有一臺發(fā)電機組和一個綜合負荷，他們的靜態(tài)頻率特性分別如圖23（a）（b）。這些特性曲線都已近似以直線替代。 （a）發(fā)電機組原動機 （b）綜合負荷圖23 靜態(tài)頻率特性這些代表頻率特性的直線有各自的斜率。發(fā)電機組原動機或電源頻率特性的斜率為KG=?PG/?f稱為發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率，以MW/Hz或MW/（）為單位。它的標幺值則是發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率標志了隨頻率的升降發(fā)電機組發(fā)出功率較少或增加的多少。這個單位調(diào)節(jié)功率和機組的調(diào)差系數(shù)互為倒數(shù)。因機組的調(diào)差系數(shù)為σ=?f?PG=fNf0PGN0=f0fNPGN以百分數(shù)表示則為σ%=?f?PGfN?PG100=f0fNfN100從而有或調(diào)差系數(shù)或與之對應(yīng)的發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的，一般整定為：汽輪機組 水輪機組 而電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整問題主要與這個調(diào)差系數(shù)或與之對應(yīng)的發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率有關(guān)。綜合負荷的靜態(tài)頻率特性稱為負荷的單位調(diào)節(jié)功率，也以MW/Hz或MW/（）為單位。它的標幺值則是負荷的單位調(diào)節(jié)功率標志了隨頻率的升降負荷消耗功率增加或較少的多少。它的標幺值在數(shù)值上就等于額定條件下負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。所謂負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)系指一定頻率下負荷隨頻率變化的變化率顯然，負荷的單位調(diào)節(jié)功率不能整定。發(fā)電機組原動機的頻率特性和負荷頻率特性的交點就是系統(tǒng)的原始運行點。設(shè)負荷突然增加，則由于負荷突增時發(fā)電機功率不能即使隨之變動，機組將減速，系統(tǒng)頻率將下降。而在系統(tǒng)頻率下降的同時，發(fā)電機組的功率將因它的調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負荷的功率將因本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動機的頻率特性向上增加，后者沿負荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過一個衰減的振蕩過程抵達一個新的平衡點?；蚍Q為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，也以MW/Hz或MW/()為單位。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率也可以用標幺值來表示。以標幺值表示時的基準功率通常就取系統(tǒng)原始運行狀態(tài)下的總負荷。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率標志了系統(tǒng)負荷增加或減少時，在原動機調(diào)速器和負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。因此，從這個系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率可求取在允許的頻率偏移范圍內(nèi)系統(tǒng)能承受多少負荷增減?？梢?，系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率取決于兩個方面，即發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率和負荷的單位調(diào)節(jié)功率。因為負荷的單位調(diào)節(jié)功率不可調(diào)，要控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率只能從控制、調(diào)節(jié)發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率或調(diào)速器的調(diào)差系統(tǒng)入手?？磥碇饕獙⒄{(diào)差系數(shù)整定得小些或發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率整定得大些就可以保證頻率質(zhì)量。但從實際上，系統(tǒng)中不止一臺發(fā)電機組，調(diào)差系統(tǒng)不能整定得過小。如某臺機組已經(jīng)滿載，可認為該機組已不能參加調(diào)整，它的調(diào)差系數(shù)無窮大。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率不可能很大，所以依靠調(diào)速器進行的一次調(diào)整只能限制周期較短、幅度較小的負荷變動引起的頻率偏移。負荷變動周期更長、幅度更大的調(diào)頻任務(wù)自然落到了二次調(diào)整上。頻率的二次調(diào)整就是手動或自動地操作調(diào)頻器使發(fā)電機的頻率特性平行地上下移動，從而使負荷變動引起的頻率偏移可保持在允許范圍內(nèi)。在一次調(diào)整的基礎(chǔ)上進行二次調(diào)整就是在負荷變動引起的頻率下降越出允許范圍時，操作調(diào)頻器，增加發(fā)電機組發(fā)出的功率，使頻率特性向上移動。只進行一次調(diào)整時，負荷的增量可分解為兩部分：一部分是因調(diào)速器的調(diào)整作用而增大的發(fā)電機組功率，另一部分是因負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的負荷功率。不僅進行一次調(diào)整而且進行二次調(diào)整時，這個負荷增量可分解為三個部分：一部分是由于進行了二次調(diào)整，發(fā)電機組增發(fā)的功率；另一部分仍是由于調(diào)速器的調(diào)整而增發(fā)的發(fā)電機功率；第三部分仍是由于負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的負荷功率。則：如，即發(fā)電機組如數(shù)增發(fā)了負荷功率的原始增量，則，亦即實現(xiàn)了所謂的無差調(diào)節(jié)。進行二次調(diào)整時，系統(tǒng)中負荷的增減基本上要靠調(diào)頻機組或調(diào)頻廠承擔。雖可適當增加其他機組或電廠的單位調(diào)節(jié)功率以減少調(diào)頻機組或調(diào)頻廠的負擔，但
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