【正文】 態(tài) ， 可隨時待命起動的發(fā)電機組最大出力的總和 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 ? 負荷備用必須以熱備用的方式存在于系統(tǒng)之中 。 發(fā)電機可用出力的總和并不一定就是它們的有功容量總和 ， 這是因為在運行過程中 ， 既不是所有發(fā)電機組都不間斷地投入運行 ， 也不是所有投入運行的發(fā)電機組都能按其額定容量發(fā)電 。 (4)國民經(jīng)濟備用 。 (3)檢修備用 。 (2)事故備用 。 為了適應(yīng)系統(tǒng)中短時的負荷波動 ， 以及因負荷預(yù)測不準或計劃外負荷增加而設(shè)置的備用容量 。 ? 系統(tǒng)中還必須安排適當?shù)膫溆萌萘?。 － 8 2021年 6月 17日星期四 167。 ? 為防止頻率崩潰 ， 系統(tǒng)中設(shè)置自動低頻減負荷裝置 ， 當頻率降低到一定程度時 ， 按頻率的高低自動分級切除部分負荷 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 二 、 頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡 1. 頻率調(diào)整的必要性 (1) 電動機轉(zhuǎn)速與頻率近似成正比 ， 頻率變化會引起電動機轉(zhuǎn)速的變化 ， 影響產(chǎn)品質(zhì)量 。 ?負荷按其有功功率與頻率的關(guān)系分類： (1)與頻率無關(guān)的負荷 (2)與頻率成正比的負荷 (3)與頻率的二次方成正比的負荷 (4)與頻率的三次方成正比的負荷 (5)與頻率的高次方成正比的負荷 － 6 2021年 6月 17日星期四 167。 － 5 2021年 6月 17日星期四 167。 ()P f t? － 4 2021年 6月 17日星期四 167。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 ? 穩(wěn)態(tài)運行時 ， 全系統(tǒng)各點頻率都相等 ， 所有發(fā)電機同步運行 。 (4) 電力系統(tǒng)的運行費用與發(fā)電機之間的功率分配密切相關(guān) ， 對系統(tǒng)運行方式進行決策和調(diào)整時 ， 還必須考慮經(jīng)濟性 。 (2) 負荷無功功率的變化要求對發(fā)電機和其他無功補償設(shè)備的運行進行調(diào)整 ， 并保證合格的電壓供電質(zhì)量 。 正常穩(wěn)態(tài)運行情況下的調(diào)整和控制 主要內(nèi)容： 有功功率和頻率的調(diào)整 、 無功功率和電壓的調(diào)整 、 運行方式的優(yōu)化 以及 潮流的靈活控制 。 － 1 2021年 6月 17日星期四 第五章 電力系統(tǒng)正常運行方式的調(diào)整和控制 隱極式 凸極式 fn 60? 60 50Hz=3000r/min ? 電能質(zhì)量：電壓 、 頻率 、 可靠性 。 電壓和頻率變化的原因是電源和負載的功率不平衡 。 － 2 2021年 6月 17日星期四 第五章 電力系統(tǒng)正常運行方式的調(diào)整和控制 (1) 負荷隨時間不斷變化 ， 必須調(diào)整發(fā)電機的出力 ， 使之與負荷的有功功率平衡 ， 并同時調(diào)整系統(tǒng)的頻率 ， 使它盡量不變 。 (3) 分配和調(diào)整發(fā)電機功率時 ， 需考慮它們和線路 、 變壓器等設(shè)備的容量限制和其他條件 ， 保證設(shè)備和系統(tǒng)的安全性 。 從以下幾個方面理解調(diào)整和控制： － 3 2021年 6月 17日星期四 167。 pfn /60?一 、 負荷的有功功率及其頻率特性 1. 日負荷曲線 ? 負荷曲線：負荷隨時間變化的曲線 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 ? 負荷曲線：負荷隨時間變化的曲線 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 2. 負荷的頻率特性 ? 負荷有功功率隨系統(tǒng)頻率變化的特性稱為負荷有功功率的 靜態(tài) 頻率特性 ， 簡稱為負荷的頻率特性 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 ?????????????????????????????????????????????? nNnNNNLNL ffaffaffaffaaPP ?33221013210 ?????? naaaaa ?nnL fafafafaaP *3*32*2*10* ?????? ?fKP LL ???KL：負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)， MW/Hz 標么值形式： *** fKP LL ???LNNLL P fKK ?* － 7 2021年 6月 17日星期四 167。 (3) 頻率下降將使汽輪發(fā)電機的汽輪葉片振動增大 ， 影響其壽命 ，甚至產(chǎn)生裂紋或斷裂； (4) 頻率降低時 ， 火力發(fā)電廠由電動機驅(qū)動的動力設(shè)備由于轉(zhuǎn)速下降而使它們的出力減小 ， 引起鍋爐和汽輪機出力降低 ， 從而使得頻率繼續(xù)下降而產(chǎn)生惡性循環(huán) ， 可能出現(xiàn)頻率崩潰； (5) 核電廠的反應(yīng)堆的冷卻介質(zhì)泵對頻率的要求比較嚴格 ， 當頻率降低到一定程度時 ， 將自動跳開 ， 使反應(yīng)堆停止運行 。 頻率變化的影響及危害： (2) 對電子設(shè)備來說 ， 系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定影響其正常工作 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 2. 有功功率平衡和備用容量 ? 為保證電力系統(tǒng)的頻率質(zhì)量 ， 應(yīng)滿足額定頻率下系統(tǒng)有功功率平衡的要求 。 備用容量的種類： (1)負荷備用 。 一般取負荷的2%~5%。 為防止發(fā)電機組發(fā)生事故設(shè)置的備用容量 ， 一般取系統(tǒng)最大負荷的 5%~10%。 為系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能進行定期檢修而設(shè)置的備用容量 。 適應(yīng)負荷的超計劃增長而設(shè)置的備用容量 。 － 9 2021年 6月 17日星期四 167。 ? 熱備用是指所有投入運行的發(fā)電機組可能發(fā)出的最大功率之和與全系統(tǒng)發(fā)電負荷之差 ， 也稱運轉(zhuǎn)備用或旋轉(zhuǎn)備用 。 ? 冷備用可作為檢修備用和國民經(jīng)濟備用 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 1. 發(fā)電機組的自動調(diào)速系統(tǒng) ? 調(diào)速系統(tǒng)種類： 三 、 發(fā)電機組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整 ? 通過原動機調(diào)速器的作用完成發(fā)電機組出力和頻率的調(diào)整 ，稱為 頻率的一次調(diào)整 。 測出同步發(fā)電機轉(zhuǎn)速 ， 與額定值的偏差 ， 調(diào)整原動機調(diào)速器 ，調(diào)發(fā)電機轉(zhuǎn)速 ， 調(diào)其出力及頻率 。 液壓系統(tǒng)可靠性高 。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 不同穩(wěn)態(tài)時 ， B點位置不變 ， A點回不到原來的位置 ， 有差調(diào)節(jié) － 12 2021年 6月 17日星期四 167。 － 13 2021年 6月 17日星期四 167。 f PG Pset fN 0 ? ? ? ? 0????? ffKPPU s e tGGs e te r r? ?ffKPP se tGse tG ???Nse t fffff ?????setGG PPP ???? ?M W / H zfPK GG ????GNNGGNNGG PfKfP fPK ?????*? 調(diào)速系統(tǒng)常用調(diào)差系數(shù)百分數(shù) σ%來反映靜態(tài)特性 。 離心飛擺式調(diào)速系統(tǒng) ， 整定值通過調(diào)頻器設(shè)定；功頻電液調(diào)速系統(tǒng)可直接整定 KG。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 321 GGGG PPPP ??????? ?GNNGG PfKK ?* 100%1* ?? ?GK解 例 52 設(shè)某一電力系統(tǒng)中所含機組臺數(shù) 、 單機容量及其調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)差系數(shù)發(fā)表如下表 。 機組形式 單機容量 (MW) 臺數(shù) 總?cè)萘?(MW) 調(diào)差系數(shù) σ% 水輪機組 225 4 900 汽輪機組 200 10 2021 汽輪機組 300 7 2100 4 225MW機組 , KG*=100/=40, KG=40 (4 225)/50=720(MW/Hz) 10 200MW機組 , KG*=100/=25, KG=25 (10 200)/50=1000(MW/Hz) 7 300MW機組 , KG*=100/=20, KG=20 (7 300)/50=840(MW/Hz) fKP GG ????? ? fKKK GGG ????? 321? ?fKfKfK GGG ??????? 321 fKG ??? ?? ?M W / H z2 5 6 08 4 01 0 0 07 2 0 ?????GK? ?MW500021002021900 ?????GNP * ????GK － 15 2021年 6月 17日星期四 167。 51 電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制 3. 系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整 f PG PG0=PL0 fN 0 ΔPL0 o o‘ f PG=PL ΔPL ΔPG ? 定量分析 ? ? GLL PPP ????? 0 Nfff ???fKP GG ???? fKP LL ???LGL PPP ????? 0 ? ? fKK LG ???? fKS???fPKKK LLGS ?????? 0系統(tǒng)的功率頻率特性系數(shù)或單位調(diào)節(jié)功率 GNNGG PfKK ?*LNNLL PfKK ?*fPfPKfPK LNLNLNGNG ????? 0**** *0** SLLGr KfPKKk ??????? kr=PGN/PLN， 系統(tǒng)的熱備用系數(shù) (512) (510) (58) － 17 2021年 6月 17日星期四 167。 這種控制稱為頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制