電力系統(tǒng)電能質(zhì)量與功率平衡培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-01-27 16:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 整示意圖。 O? 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加 時(shí)，負(fù)荷的功頻靜特性向上移至 ，一方面發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速變化引起頻率下降，調(diào)速器動(dòng)作，發(fā)電機(jī)出力增加 ，另一方面由于負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)減少 ，經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程，達(dá)到新的平衡點(diǎn) 。 LP? 0LP?GP? LP?頻率變化為 : 00 fff ???? 圖 59 頻率的一次調(diào)整 發(fā)電機(jī)的功率增量為： fKP GG ????負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)作用 下降 了： fKP LL ???（△ f為負(fù)值） fPKKK LLGS ?????? 0∴ 其中， KS稱(chēng)為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，單位 Mw/Hz。 用標(biāo)幺值表示為： NLLS ffPPK//0* ????幾點(diǎn)說(shuō)明： ?系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了系統(tǒng)負(fù)荷增加或減少時(shí)，在原動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)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，當(dāng) KS已知時(shí)，可以根據(jù)允許的頻率變化范圍求取系統(tǒng)能夠承受多大的負(fù)荷增減。即 KS越大，系統(tǒng)承受負(fù)荷的變化越大。 fKKPPABOBBAOBOAP LGLGL ?????????????????? )(0?在上述推導(dǎo)過(guò)程中，取 功率的增大或頻率的上升為正 ，因此，上式等號(hào)右側(cè)的負(fù)號(hào)表示，隨著負(fù)荷的增大，系統(tǒng)的頻率將下降。 ?由 KS=KG+KL可見(jiàn)：系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率取決于發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。由于負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率 KL不可調(diào)，因此，系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 KS的調(diào)整只能通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率 KG或調(diào)速器的調(diào)差系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ?電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率不能過(guò)大。 ?若 KS過(guò)大 → KG過(guò)大，即調(diào)差系數(shù)過(guò)小，將不能保證各發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 ?使系統(tǒng)中總的發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率下降。 當(dāng)系統(tǒng)中有多臺(tái)發(fā)電機(jī)組時(shí)，發(fā)電機(jī)組滿(mǎn)載后，受調(diào)速機(jī)構(gòu)的限制，發(fā)電機(jī)組不再具有調(diào)頻能力，即此時(shí)它們的單位調(diào)節(jié)功率為零，調(diào)差系數(shù)為無(wú)限大，從而使全系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的等值調(diào)差系數(shù)增大。 假設(shè)調(diào)差系數(shù)整定為零，這時(shí)，雖然負(fù)荷的變動(dòng)不會(huì)引起頻率的變動(dòng)，似乎可確保頻率恒定，但這樣將會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷變化量在各發(fā)電機(jī)組間的分配無(wú)法固定，從而出現(xiàn)各發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作的問(wèn)題。 例如，設(shè)系統(tǒng)中有 n臺(tái)發(fā)電機(jī)組， n臺(tái)機(jī)組都參加調(diào)整時(shí)有： ??? ?????niGiGnGGG KKKKK121 ? 當(dāng) n臺(tái)機(jī)組中只有 m臺(tái)機(jī)組都參加調(diào)整，即 m+ m+ … n臺(tái)機(jī)組不參加調(diào)整時(shí)有 ??? ??????miGiGmGGG KKKKK121 ?顯然 ?? ?? GG KK即系統(tǒng)中總的發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率下降了。 可見(jiàn)，頻率的一次調(diào)整是有差調(diào)整，即調(diào)整后的頻率不可能回到原來(lái)的值。因此，一次調(diào)頻只能適應(yīng)負(fù)荷變化幅度小、周期短的不規(guī)則變化情況。 頻率的二次調(diào)整 頻率的二次調(diào)整就是手動(dòng)或自動(dòng)地操作調(diào)頻器使發(fā)電機(jī)組的功頻靜特性平行移動(dòng)，從而改變發(fā)電機(jī)的有功功率，以保持系統(tǒng)頻率不變或在允許范圍內(nèi)。如圖 510所示。 O? 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加 時(shí)，如不進(jìn)行二次調(diào)整，運(yùn)行點(diǎn)轉(zhuǎn)為 ，系統(tǒng)頻率為 ，頻率變化為 。 0f? 0LP? 00 fff ????? 二次調(diào)頻通過(guò)調(diào)頻器的作用將發(fā)電機(jī)的功頻靜特性移到 ，運(yùn)行點(diǎn)移到 ，系統(tǒng)頻率為 ，頻率變化 0f? 00 fff ???????GP?O?圖 510 頻率的二次調(diào)整 由圖 510可知，系統(tǒng)負(fù)荷增量 由三部分組成： 0LP??由于調(diào)速器的調(diào)整作用而增大的發(fā)電機(jī)組功率： fKCB G ?????（一次調(diào)整） ?由于調(diào)頻器的調(diào)整作用而增大的發(fā)電機(jī)組功率： 0GPOC ??（二次調(diào)整） ?由于負(fù)荷負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)作用而減少的負(fù)荷功率： fKBA L ????（△ f為負(fù)值） fKfKPBACBOCOAP LGGL ??????????????? 00 fKKPP LGGL ???????? )(00∴ fPPKKK GLLGS ?????????? 00?當(dāng) 時(shí)，即二次調(diào)頻增發(fā)的功率與系統(tǒng)的負(fù)荷增量相等時(shí)，則 ，頻率將始終不變，亦即實(shí)現(xiàn)了無(wú)差調(diào)節(jié)。無(wú)差調(diào)節(jié)如圖 510中虛線(xiàn)所示。 00 GL PP ??? 0??f?若系統(tǒng)中有 n臺(tái)機(jī)組．且由第 n臺(tái)機(jī)組擔(dān)負(fù)二次調(diào)整任務(wù)，即只有一臺(tái)機(jī)組進(jìn)行二次調(diào)整、 n臺(tái)機(jī)組進(jìn)行一次調(diào)整，則有： fPPKKKKK GLLGNLGS ???????????? ? 00 經(jīng)比較可見(jiàn)，由于 n臺(tái)機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率 KGN遠(yuǎn)大于一臺(tái)機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率 KG，因此，在同樣的功率盈虧 下，系統(tǒng)的頻率變化要比僅有一臺(tái)機(jī)組時(shí)小得多。 )( GL PP ???需要指出： 電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)均裝有調(diào)速器，因此每臺(tái)機(jī)組都參與一次調(diào)頻（除機(jī)組滿(mǎn)載）；而二次調(diào)頻只有極少數(shù)的發(fā)電廠(chǎng)（調(diào)頻廠(chǎng)）參與。 ?調(diào)頻廠(chǎng)應(yīng)滿(mǎn)足的條件： ?調(diào)頻廠(chǎng)的選擇原則： ?系統(tǒng)中有水電廠(chǎng)時(shí)，選擇水電廠(chǎng)做調(diào)頻廠(chǎng)； ?當(dāng)水電廠(chǎng)不能做調(diào)頻廠(chǎng)時(shí)，選擇中溫中壓火電廠(chǎng)做調(diào)頻廠(chǎng)。 ?調(diào)整的容量應(yīng)足夠大； ?調(diào)整的速度應(yīng)足夠快； ?調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能應(yīng)該好； ?注意系統(tǒng)內(nèi)及互聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問(wèn)題。 1. 同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可發(fā)出無(wú)功功率為 NGNNGNGN PSQ ?? tansin ??下圖 為發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的相量圖。圖中： ?____OC 轉(zhuǎn)子電流（ 代表空載電動(dòng)勢(shì)） ； ____OC 定子電流（ 代表電壓降 ） ； ____ACdN XI ?? GNSAC___NGNGN SPAD ?cos_ ___ ??NGNGN SQAB ?sin_ _ __ ?? 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率電源 在不同功率因數(shù)下，發(fā)電機(jī)發(fā)出的 P和 Q受到以下限制： ?以 A為圓心， AC為半徑的圓弧表示受定子額定電流的限制；
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