【文章內(nèi)容簡介】 調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率，稱為電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)節(jié)，也稱為二次調(diào)頻。通過伺服電動(dòng)機(jī)改變 D點(diǎn)的位置，就可以達(dá)到將調(diào)速器特性上下平移的目的。當(dāng)轉(zhuǎn)速給定裝置推動(dòng) D點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí)，由于機(jī)組轉(zhuǎn)速和油動(dòng)機(jī)活塞的位置尚未來的及變化，A,B,C,F各點(diǎn)都不會(huì)動(dòng)。 這樣， D點(diǎn)向上移動(dòng)，就以 F點(diǎn)為軸推動(dòng) E點(diǎn)向下移動(dòng)，引起錯(cuò)油門凸肩下移，壓力油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)活塞下腔， …… 引起閥門開度增大，機(jī)組轉(zhuǎn)速增加， A點(diǎn)上移 ,C、F點(diǎn)上移， E點(diǎn)上移，直到錯(cuò)油門完全堵住高壓油入口，調(diào)節(jié)過程結(jié)束。顯然調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速升高了。D’? 進(jìn)行二次調(diào)頻時(shí)：? 在同步器的作用下，機(jī)組的功頻特性上移到 PG2(f)，? 運(yùn)行點(diǎn)也隨之移到 3點(diǎn) ，此時(shí)的頻率為 f3。? 由圖 ，系統(tǒng)負(fù)荷的增量? △ PL=PL2PL1由三部分組成，? 可表示為：△△ PG———— 由二次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率增由二次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率增量量 (圖中圖中 4～～ 5段段 )KG△△ f——f—— 由一次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率由一次調(diào)頻而得到的發(fā)電機(jī)組的功率增量增量 (圖中圖中 1～～ 4段段 )；；KL△△ f——f—— 由負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)所得到的功率由負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)所得到的功率增量增量 (圖中圖中 5～～ 6段段 )。 調(diào)節(jié)過程、調(diào)節(jié)過程當(dāng)負(fù)荷增加當(dāng)負(fù)荷增加 △△ PL=PL2PL1時(shí)，即負(fù)荷由時(shí)，即負(fù)荷由 PL1增加到增加到 PL2時(shí)，時(shí)，未進(jìn)行二次調(diào)頻時(shí)：未進(jìn)行二次調(diào)頻時(shí)： 運(yùn)行點(diǎn)將移到運(yùn)行點(diǎn)將移到 2點(diǎn)點(diǎn) ，系統(tǒng)頻率將下降到，系統(tǒng)頻率將下降到 f2，進(jìn)一步進(jìn)行二次調(diào)頻時(shí)：在同步器的作用下，機(jī)組的功頻特性上移到PG3(f) ，運(yùn)行點(diǎn)也隨之移到 6點(diǎn)，此時(shí)的頻率恢復(fù)為 fN ，這樣就實(shí)現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。 結(jié)論 1：通過二次調(diào)節(jié)，系統(tǒng)負(fù)荷的變化 △P L就完全由等效機(jī)組輸入功率的增加承擔(dān)了，即：結(jié)論 2：（ 1）在多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的電力系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，配置了調(diào)速器的機(jī)組，只要還有可調(diào)的容量，都毫無例外地按靜態(tài)特性參加頻率的一次調(diào)整。（ 2）而頻率的二次調(diào)整一般只是由一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)發(fā)電機(jī)組 (一個(gè)或幾個(gè)廠 )承擔(dān)，這些機(jī)組 (廠 )稱為主調(diào)頻機(jī)組 (廠 )。? 例 31兩個(gè)發(fā)電單元，額定功率分別為 250MW 和 400MW, 調(diào)差系數(shù)分別為 % 和 % ，兩個(gè)發(fā)電單元并行向 500MW 負(fù)荷供電，假定調(diào)速器以各自的調(diào)差系數(shù)運(yùn)行，試求各自承擔(dān)的負(fù)荷。? 解：將兩個(gè)發(fā)電單元的調(diào)速器調(diào)差系數(shù)轉(zhuǎn)化為同一基準(zhǔn)容量下的值（基準(zhǔn)容量為 1000MVA)? 例 32一個(gè)區(qū)域有兩個(gè)發(fā)電單元，見表 31，這兩個(gè)單元并聯(lián)運(yùn)行，在額定頻率下提供 700MW 的功率，其中單元 1提供 200MW, 其中單元 1提供 500MW, 先增加負(fù)荷 130MW 。系統(tǒng)初始頻率為 f0=60HZ.? (1)假定沒有頻率敏感型負(fù)荷，即 δ=0， 試 求 穩(wěn)態(tài)頻 率偏差和兩個(gè) 發(fā)電單 元新的 發(fā)電 量。（ 2） 頻 率 變 化 1% 時(shí) ， 負(fù) 荷 變 化率 為 % ，即 δ=， 試 求 穩(wěn)態(tài)頻 率偏差和每個(gè) 發(fā)電單 元新的 發(fā)電 量。? 解： 將兩個(gè)發(fā)電單元的調(diào)速器調(diào)差系數(shù)轉(zhuǎn)化為同一基準(zhǔn)容量下的值（基準(zhǔn)容量為 1000MVA)單元號(hào) 額定容量 調(diào)差系數(shù)1 400MVA 4%2 800MVA 5%負(fù)荷變化量（ 1）由于 δ=0， 穩(wěn)態(tài)頻 率偏差 標(biāo) 幺 值為 ：因此， 穩(wěn)態(tài)頻 率偏差 為：新的頻率為：兩個(gè)單元的發(fā)電變化量分別為：（ 1）當(dāng) δ= ， 穩(wěn)態(tài)頻 率偏差 標(biāo) 幺 值為 ：因此， 穩(wěn)態(tài)頻 率偏差 為：新的頻率為：兩個(gè)單元的發(fā)電變化量分別為：負(fù)荷功率變化：本節(jié)小結(jié)? 掌握 電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率 — 頻率特性的概念、方程式，掌握負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)的含義。? 掌握發(fā)電機(jī)組的功率 — 頻率特性 的概念、方程式，掌握發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)和功率－頻率靜態(tài)特性系數(shù)的含義，掌握調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)系；了解調(diào)節(jié)特性的失靈區(qū)對(duì)靜態(tài)特性的影響；? 掌握電力系統(tǒng)功頻特性的概念，電力系統(tǒng)功頻特性系數(shù)的含義。? 掌握電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的概念。第二 節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式主要內(nèi)容：? 了解調(diào)頻有哪幾種方法；? 掌握積差調(diào)頻方法；? 掌握改進(jìn)積差調(diào)頻方法；注意：? 調(diào)頻指的是二次調(diào)頻：? 利用自動(dòng)改變功率給定值 △ PC，即上下平移調(diào)速器的調(diào)節(jié)特性來調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率。? 調(diào)速器的控制電動(dòng)機(jī)稱為同步器或調(diào)頻器。第二 節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式第二 節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式第二 節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式一、電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻方法 （ 1）有差調(diào)頻法 （ 2）主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法 （ 3）積差調(diào)節(jié)法第二 節(jié) 調(diào)頻與調(diào)頻方程式一、有差調(diào)頻法有差調(diào)頻法指系統(tǒng)中的調(diào)頻機(jī)組用有差調(diào)頻器并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到系統(tǒng)調(diào)頻的目的。調(diào)頻方程式： 有差調(diào)頻器的穩(wěn)態(tài)工作特性可以用下式表示， 即 Δf、 ΔPref—— 調(diào)頻過程結(jié)束時(shí)系統(tǒng)頻率的增量與調(diào) 頻機(jī)組有功功率的增量。 R —— 有差調(diào)頻器的調(diào)差系數(shù)第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式調(diào)頻過程： 調(diào)頻器的調(diào)整是向著滿足調(diào)頻方程式的方 向進(jìn)行的。 第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式機(jī)組間有功功率的分配： 當(dāng)系統(tǒng)中有 n臺(tái)機(jī)組參加調(diào)頻 ：? 設(shè)系統(tǒng)的負(fù)荷增量（即計(jì)劃外的負(fù)荷）為ΔPL，則調(diào)節(jié)過程結(jié)束時(shí)，必有 ：上式也可以寫為 ：則每臺(tái)調(diào)頻機(jī)組所承擔(dān)的計(jì)劃外負(fù)荷為： 優(yōu)缺點(diǎn)： ? （ 1）各機(jī)組同時(shí)參加調(diào)頻，沒有先后之分 ；? （ 2）計(jì)劃外負(fù)荷在調(diào)頻機(jī)組間是按一定的比例分配的 ；? （ 3）頻率穩(wěn)定值的偏差較大。? 負(fù)荷增量越大，頻率的偏差值也就越大。 第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式二、主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法? 無差調(diào)頻器雖具有頻率偏差值為零的優(yōu)點(diǎn)，但無差調(diào)頻器不能并聯(lián)運(yùn)行。為此， 只可在一臺(tái)主要的調(diào)頻機(jī)組上使用無差調(diào)頻器 ，而在 其余的調(diào)頻機(jī)組上均只安裝 功率分配器 ，這樣的調(diào)頻方法稱為主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法。調(diào)頻方程式： 第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式優(yōu)缺點(diǎn)：1）各調(diào)頻機(jī)組間的出力也是按照一定的比例分配 的。 2）在無差調(diào)頻器為主導(dǎo)調(diào)頻器的主要缺點(diǎn)是各機(jī)組 在調(diào)頻過程中的作用有先有后， 缺乏 “同時(shí)性”。 穩(wěn)態(tài)性能較好，但動(dòng)態(tài)性能不夠理想。 第二 節(jié) 調(diào)頻 與 調(diào)頻 方程式二、積差調(diào)頻法（同步時(shí)間法）積差調(diào)節(jié)法是根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差的累積值調(diào)節(jié)頻率的。先假定系統(tǒng)中由一臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行頻率積差：（ 1）調(diào)節(jié)方程式為：—— 系統(tǒng)頻率偏差；系統(tǒng)頻率偏差；———— 調(diào)頻機(jī)組的有功出力增量；調(diào)頻機(jī)組的有功出力增量；———— 調(diào)頻功率比例系數(shù)；調(diào)頻功率比例系數(shù)；———— 積分控制增益。積分控制增益。（ 2）調(diào)節(jié)過程? 在 0～ t1時(shí)段內(nèi)： f=fN， △ f=0，? 則有? 設(shè) t1時(shí)出現(xiàn)了計(jì)劃外負(fù)荷增量 :? 在 t1～ t2時(shí)段內(nèi)： ffN， △ f0，? 則有即調(diào)頻機(jī)組增加有功出力，頻率下降達(dá)到某一最低值后，逐步上升，直至 t2時(shí)刻為止 . ? 在 t2 ～ t3時(shí)段內(nèi) ： 調(diào)頻機(jī)組增加的有功出力與計(jì)劃外負(fù)荷增量相等，系統(tǒng)以額定頻率穩(wěn)定運(yùn)行： f=fN， △ f=0，? 調(diào)頻機(jī)組保持 t2時(shí)刻的有功出力 △ Pc1不再增大。 設(shè) t3時(shí)出現(xiàn)了計(jì)劃外負(fù)荷增量 :? 在 t3 ～ t4時(shí)段內(nèi) ，? f fN， △ f 0，即調(diào)頻機(jī)組有功出力減小，直至 t4時(shí)刻，調(diào)頻機(jī)組出力增量又與計(jì)劃外負(fù)荷變化相等，調(diào)節(jié)過程又一次結(jié)束。(3)積差調(diào)節(jié)法的特點(diǎn) 隨著負(fù)荷的變化，頻率發(fā)生變化，產(chǎn)生頻率偏差，即 。 就不斷積累，調(diào)頻器動(dòng)作移動(dòng)調(diào)速器調(diào)節(jié)特性，改變進(jìn)入機(jī)組的進(jìn)汽 (或進(jìn)水 )量，使頻率力求恢復(fù)額定值，頻率調(diào)節(jié)過程只能在 △f=0 時(shí)結(jié)束。 此時(shí)系統(tǒng)中的功率達(dá)到新的平衡。 推廣到電力系統(tǒng)中，采用多臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行積差調(diào)頻時(shí)，調(diào)節(jié)方程式為：2 、采用多臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行積差調(diào)頻時(shí) ： ? （ 1）調(diào)節(jié)方程式為 由于各機(jī)組的 △ f是相等的。設(shè)系統(tǒng)計(jì)劃外負(fù)荷為 △ PL ，則 式（ 638）(2)每臺(tái)調(diào)頻機(jī)組承擔(dān)的計(jì)劃外負(fù)荷為 :上式表明，調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，各調(diào)頻發(fā)電機(jī)組按一定上式表明，調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，各調(diào)頻發(fā)電機(jī)組按一定比例分擔(dān)了系統(tǒng)計(jì)劃外負(fù)荷，使系統(tǒng)有功功率重新平比例分擔(dān)了系統(tǒng)計(jì)劃外負(fù)荷，使系統(tǒng)有功功率重新平衡，實(shí)現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。衡，實(shí)現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。第第 i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的有功功率分配系數(shù)有功功率分配系數(shù)積差調(diào)節(jié)法的缺點(diǎn)：? 頻率的積差信號(hào)滯后于頻率瞬時(shí)值的變化，因此調(diào)節(jié)過程緩慢。不能保證頻率的瞬時(shí)偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。改進(jìn)：? 通常不單純采用積差調(diào)節(jié)，而是采用在頻率積差調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上， 增加頻率瞬時(shí)偏差調(diào)節(jié)信號(hào)， 構(gòu)成改進(jìn)的頻率積差調(diào)節(jié)方程。三、改進(jìn)的頻率積差調(diào)頻法調(diào)頻方程式? 在頻率積差調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上增加頻率瞬時(shí)偏差的信息 △P Ci— 第 i臺(tái)機(jī)組承擔(dān)的功率調(diào)節(jié)量；Ri— 第 i臺(tái)機(jī)組的調(diào)差系數(shù)；α i— 第 i 臺(tái)機(jī)組調(diào)節(jié)功率的分配系數(shù)， k— 系統(tǒng)功率與頻率的轉(zhuǎn)換系數(shù)；調(diào)頻過程? ?? 當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，按 Δf 啟動(dòng)的調(diào)速器會(huì)使按積差工作的調(diào)頻器先進(jìn)行 大幅度 的調(diào)整 ,但不會(huì)達(dá)到額定頻率； ??? 到頻差累積到一定值時(shí)，調(diào)頻器會(huì)取代調(diào)速器的工作特性，使調(diào)頻按照式（ 638）調(diào)節(jié)，使頻率穩(wěn)定在 fN 。在調(diào)節(jié)過程結(jié)束時(shí) △f 必須為零 。計(jì)劃外負(fù)荷調(diào)節(jié)量 :每臺(tái)機(jī)組分擔(dān)的容量 ：調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，計(jì)劃外負(fù)荷按照一定比例在調(diào)頻機(jī)組間進(jìn)行分配。調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，計(jì)劃外負(fù)荷按照一定比例在調(diào)頻機(jī)組間進(jìn)行分配。即四、積差調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)四、積差調(diào)頻的實(shí)現(xiàn) 積差調(diào)節(jié)法維持系統(tǒng)頻率的精度取決于各調(diào)頻機(jī)組的積差調(diào)節(jié)法維持系統(tǒng)頻率的精度取決于各調(diào)頻機(jī)組的頻差積分信號(hào)數(shù)值頻差積分信號(hào)數(shù)值