电力系统自动装置原理-第5章.ppt

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1、第5章电力系统频率及有功功率的自动调节小节导航12345小结第1节电力系统的频率特性一、概述⒈负荷对系统频率的影响⒉频率的调节手段二、电力系统负荷的功率频率特性（静特性）⒈负荷功率频率特性的定义和表示方法⒉负荷的频率调节效应三、发电机组的功率频率特性⒈发电机组功率频率特性的定义和表示方法⒉发电机组间有功功率的分配（①两台机组②多台机组）⒊调节特性的失灵区四、电力系统的频率特性转第2节小节导航12345小结稳态时，发电机机械输入功率等于电磁输出功率，系统频率f保持不变。当系统负荷增加后，电磁功率增加，而机械输入功率变

2、化缓慢，从而使发电机产生功率缺额，迫使转子速度n下降，f随之下降。负荷的变化按其变化的频率大小可分为3种：随机分量频率较高，幅度较小，周期一般小于10秒。脉动分量频率较随机分量低些，幅度较随机分量大些，周期在10秒~3分钟。持续分量负荷的主要成分，幅度最大，频率最低，变化很缓慢。其中，后两种分量对系统频率的变化起主要作用。负荷对系统频率的影响返回频率的调节手段返回系统对频率的要求比对电压的要求更为严格，通常，频率与额定值的偏差不超过0.2Hz。当频率发生变化时，可通过调节汽轮发电机组的汽门开度和水轮发电机组的水门开度来满足系统频率

3、和经济分配负荷的要求。负荷功率频率特性的定义和表示方法①定义负荷功率随系统频率变化的特性PL=F(f)。②表示方法与f无关的负荷：照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等与f有关的负荷：切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等与f2有关的负荷：变压器中的涡流损耗与f3有关的负荷：通风机、静水头阻力不大的循环水泵等与f4有关的负荷：静水头阻力很大的给水泵等返回n通常取3，且负荷的频率调节效应①调节效应的定性描述②调节效应的定量描述③例题分析返回fN：负荷功率缺额f由负荷的功率频率特性负荷缓解f的下降，最终稳定在略

4、低于fN的频率值。fN：负荷功率过剩f由负荷的功率频率特性负荷缓解f的上升，最终稳定在略高于fN的频率值。负荷频率调节效应的定性描述当负荷成分确定后，负荷的功率频率特性即可确定（见图）。fPLPLNPLfNf返回衡量负荷频率调节能力大小的指标为负荷的频率调节效应系数KL（或KL*）为：负荷频率调节效应的定量描述返回负荷频率调节效应的例题分析[题]某电力系统中，与f0次方、1次方、2次方及3次方成比例的负荷分别占30%、40%、10%和20%，且当f=50Hz时系统总的有功负荷为3200MW（包括有功网损）。试求：(1

5、)当f=47Hz时，负荷变化的百分数及相应的KL和KL*；(2)当f=52Hz时，负荷变化的百分数及相应的KL和KL*；(3)若f=50Hz时系统总的有功负荷为3600MW（包括有功网损），则上述两种情形的KL又是多大？[结论]在掌握KL*后，只需根据PLN的大小即可求出KL，从而可得频率偏移量与功率调节量之间的关系。参见求解过程返回(1)f=47Hz时PL*=0.3+0.4(47/50)+0.1(47/50)2+0.2(47/50)3=0.93PL*=1-0.93=0.07KL*=PL*/f*=0.07/(3/50)=

6、1.17KL=(PLN/fN)KL*=32001.17/50=74.88MW/Hz(2)f=52Hz时PL*=0.3+0.4(52/50)+0.1(52/50)2+0.2(52/50)3=1.05PL*=1.05-1=0.05KL*=PL*/f*=0.05/(2/50)=1.25KL=(PLN/fN)KL*=32001.25/50=80.0MW/Hz(3)PLN=3600MW时KL=(PLN/fN)KL*=36001.17/50=84.24MW/HzKL=(PLN/fN)KL*=36001.25/50=90.0M

7、W/Hz例题求解过程返回发电机组功率频率特性的定义和表示方法①定义发电机组输出功率与系统频率变化之间的关系PG=F(f)。它取决于调速系统的特性。②表示方法（1）未配置调速器的情形（2）配置调速器的情形返回发电机组的转矩方程近似表示为：MG*=AB*PG*=K(A*B2*)PG*=c1f*c2f2*通常，c1=2c2。于是，未配置调速器时的特性如右图所示。当f*=-c1/(-2c2)=1.0时（额定条件下），PG*取得最大值。返回(1)未配置调速器的情形PG*f*1.0PG*maxoR=f/PG或R*=f*

8、/PG*[注意与无功时的=UG*/IQ*或=UG*/QG*对照]由上述关系可得机组的有功功率/频率静特性调节方程：f*+R*PG*=0还可得功率/频率静特性系数：[注意与负荷频率调节效应系数对照]KG=1/R=