2 功率调节培训教案

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1、中国大唐集团公司龙滩水电开发有限公司龙滩水电站仿真培训系统仿真培训教案—功率调节培训教案三峡大学国家电力公司水电站仿真（部级）重点实验室二〇一一年十一月17目录1水电站功率调节原理31.1功率平衡31.2有功功率的调节31.3无功功率的调节41.4水电站经济运行及安全运行（AGC/AVC）41.4.1水电站自动发电控制AGC概述41.4.2水电站自动发电控制AVC概述51.4.3自动发电控制(AGC)电厂控制系统51.4.4AVC控制系统介绍52水电站功率调节操作培训62.1与功率调节相关的操作画面介绍72.1.1功率调节的远方操

2、作画面72.1.2功率调节的现地操作画面112.2远方功率调节142.2.1远方有功调节操作142.2.2远方无功调节操作142.3现地功率调节142.3.1现地有功调节操作152.3.2现地无功调节操作152.4水电站经济运行及安全运行152.4.1自动发电控制AGC操作172.4.2自动电压控制AVC操作17171水电站功率调节原理1.1功率平衡同步发电机的功率流程如图1.1所示。P1为自原动机向发电机的输入的机械功率，其中一部分提供轴与轴承间的摩擦、转动部分与空气的摩擦及通风设备的损耗，总计为机械损耗Pm，另一部分供给定子铁

3、心中的涡流和磁滞损耗，总计为铁心损耗PFe，PM为通过电磁感应作用转变为定子绕组上的电功率，称为电磁功率。如果是负载运行，定子绕组中还存在定子铜耗Pcu1，P1=PM-Pcu1就是发电机的输出功率。同步发电机的功率平衡方程式为：图1.1同步发电机的功率流程　　　　　　　　　　　　　　(1-1)定子绕组的电阻一般较小，其铜耗可以忽略不计，以隐极机为例，则有：　　　　　　　(1-2)式中：E0代表发电机励磁电动势，U为发电机机端电压，Xt=Xd=Xq。1.2有功功率的调节　　稳态运行时，同步发电机的转速由电网的频率决定，恒等于同步转速

4、，由于P1-PM=TJΔw(TJ为发电机组的惯性常数)由此可知，当原动机和发电机电磁功率之间产生不平衡时，必然引起发电机转速的变化，亦引起系统频率的变化。可见要改变发电机输送给电网的有功功率，就必须改变原动机提供的动力转矩，这一改变可以通过调节水轮机的进水量或汽轮机的汽门来达到。同步发电机失去同步后，必须立即减小原动机输入的机械功率，否则将使转子达到极高的转速，以致离心力过大而损坏转子。另外，失步后，发电机的频率和电网频率不一致，定子绕组中将出现一个很大的电流而烧坏定子绕组。因此，保持同步是十分重要的。17应当注意，有功功率的调整

5、引起了功角的变化，若继续增加原动机的输入功率，功角随之会进一步增大，输出的电磁功率也会进一步增大。当功角到达90°时，电磁功率运行到稳定极限，若继续增加输入功率，则功率平衡关系被破坏。这种情况使我们不希望出现的。而当发电机的励磁电流不变时，有功增加时，发电机无功出力就会自动减小，在外界无功用户不变的情况下，则会出现无功缺额，发电机电压会出现下降现象，直到外界用户在电压下降时所耗无功自动减小重新与发电机无功出力达到平衡，电压则会下降到一个新的平衡点稳定运行。反之有功减少时，无功出力会自动增加，在外界无功用户不变的情况下，则会出现无功

6、过剩，发电机电压会出现升高现象，直到外界用户在电压升高时所耗无功自动增加重新与发电机无功出力达到平衡，电压则会升高到一个新的平衡点稳定运行。因此如果只要求改变发电机所承担的有功功率时，应该在调节发电机有功功率的同时适当调节发电机的无功功率。1.3无功功率的调节　接在电网上运行的负载类型很多，多数负载除了消耗有功功率外，还要消耗电感性无功功率，如接在电网上运行的异步电机、变压器、电抗器等。所以电网除了供应有功功率外，还要供应大量滞后性的无功功率。电网所供给的全部无功功率一般由并网的发电机分担。电网的电压和频率不会因为一台发电机运行情

7、况的改变而改变，即并网发电机的电压和频率将维持常数。如果保持原动机的拖动转矩不变(即不调节原动机的汽门、油门或水门)，那么发电机输出的有功功率亦将保持不变。1.4水电站经济运行及安全运行（AGC/AVC）1.4.1水电站自动发电控制AGC概述AGC是指按预定条件和要求，以迅速、经济的方式自动控制水电厂有功功率来满足系统需要的技术，它是在水轮发电机组自动控制的基础上，实现全电厂自动化的一种方式。根据水库上游来水量或电力系统的要求，考虑电厂及机组的运行限制条件，在保证电厂安全运行的前提下，以经济运行为原则，确定电厂机组运行台数、运行机

8、组的组合和机组间的负荷分配。在完成这些功能时，要避免由于电力系统负荷短时波动而导致机组的频繁起、停。17水电站自动发电控制(AGC)首先需确保安全，同时以经济为原则，使机组运行在优化工况，从而对全厂有功功率和系统频率的变化做出迅速的反应。尤其是龙滩