华电电力系统自动化第11讲有功调节

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1、第十一讲电力系统频率及有功功率的自动调节（2）肖仕武Office:J5B309Tel:80794899NorthChinaElectricPowerUniversity2/322021/9/9主要内容电力系统的频率调节系统及其特性调节系统的传递函数调速器原动机——汽轮机汽轮发电机组的传递函数单区域系统多区域闭环调节系统电网的频率调节特性单区域电网的频率特性多区域电网的频率特性NorthChinaElectricPowerUniversity3/322021/9/9第三节电力系统的频率调节系统及其特性物理系统数学建模物理映射数学分析1、调速器2、原动机3、区域系统

2、NorthChinaElectricPowerUniversity4/322021/9/9一、调节系统的传递函数进入原动机的动力元素是由调速器控制的，它是电力系统频率和有功功率调节系统的基本组成部分。不论汽轮机或者是水轮机，调速器的执行环节都是利用液压放大原理控制气门（或者导水叶）的开度，尽管调速器构成各异，但是他们主要部件的方程式的型式是相同的。NorthChinaElectricPowerUniversity5/322021/9/91、调速器只讨论小偏离的情况，假定：1、系统稳态时的频率为，对应的原动机汽阀位置为，发电机输出功率为。2、D点移动微小距离，正比

3、于发生增加功率指令，3、当D点升高时，引起E点降低，通过错油门作用，使B点升高，从而原动机的输入功率增加，稳态时两者相等。4、由于发电机功率增加，使系统频率发生微小变化，引起调速器响应，使A点向上移动，正比于。5、正方向如图中所标柱。NorthChinaElectricPowerUniversity6/322021/9/91、调速器假定流入油压机的油量与导油阀的位置成正比NorthChinaElectricPowerUniversity7/322021/9/91、调速器表示了原动机调节量与控制指令信号及系统频率间的动态特性NorthChinaElectricPo

4、werUniversity8/322021/9/92、原动机——汽轮机气阀位置的改变会导致进气量的变化，使汽轮机输入功率变动，因而引起发电机功率的变化汽轮机的调节阀门和第一级喷嘴之间有一定的空间，开启/关闭气门使进入气门的蒸汽量有所改变，但是这个空间的压力不能立即改变，这样就形成了机械功率滞后于气门开度变化，也就是“汽容影响”。可以用惯性环节来描述：对于再热式汽轮机要考虑再热段充气时延NorthChinaElectricPowerUniversity9/322021/9/93、原动机——水轮机在水流的稳态情况下，水的流速是一定的。当迅速关小导向叶片的开度，导管中

5、的水压力会急剧上升；当迅速开大导向叶片的开度，导管中的水压力会急剧下降。这就是水锤现象。水轮机的功率不能随着开度的变化而有一个时滞NorthChinaElectricPowerUniversity10/322021/9/94、汽轮发电机组的传递函数NorthChinaElectricPowerUniversity11/322021/9/94、汽轮发电机组的传递函数汽轮机与无限大系统并联运行发电机的功率变化对系统的频率没有影响NorthChinaElectricPowerUniversity12/322021/9/94、汽轮发电机组的传递函数施加一个阶跃变化发电机

6、稳态输出功率增量与控制指令成正比，调节过程不会出现振荡，过程是单调衰减的。NorthChinaElectricPowerUniversity13/322021/9/95、单区域系统在区域i内突然有一个负荷变化1、发电机组动能提供的功率增量2、负荷的频率调节效应引起的负荷功率的变化3、联络线上的功率变化由于调速器的作用，这个区域的频率变化为发电机输入功率相应地变化了与之间不平衡，两者之差由三方面来平衡：NorthChinaElectricPowerUniversity14/322021/9/95、单区域系统——转子动能提供的功率增量动能随控制区域等效发电机转速（频

7、率）的平方而变化NorthChinaElectricPowerUniversity15/322021/9/95、单区域系统——联络线的功率增量联络线路的功率增量为控制区域i输出的总的有功功率增量，它等于与区域i相连的各联络线路中的功率增量之和。NorthChinaElectricPowerUniversity16/322021/9/95、单区域系统——联络线的功率增量拉普拉斯变换NorthChinaElectricPowerUniversity17/322021/9/95、单区域系统——考虑转子动能的功率增量拉普拉斯变换NorthChinaElectricPow

8、erUniversity