一次调频讲义.pdf

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1、一次调频讲义一、一次调频概述电力系统的频率和系统中发电机组的转速相一致，是系统中同步发电机所产生的正弦电压的频率，它和系统电压一样是电力系统最重要的运行参数。在稳态运行时，整个电力系统的有功功率和有功负荷相平衡。当系统有功功率和负荷的平衡关系遭到破坏时，系统的频率就要变化，因此电力系统频率调整的实质，就是系统有功功率和负荷的平衡关系的调整。1.电力系统负荷的频率特性1.1电力系统静态稳定的概念如果稳定运行的电力系统，在遭受到一个小干扰后，能够在短时间内自动恢复到干扰前的状态，我们称该系统是静态稳定的。系统的恢复能力用静态稳定储备系数来衡量。如果

2、稳定运行的电力系统，在遭受到一个特定的大干扰后，能够不失同步地过渡到一个新的稳定状态，则称该系统动态稳定。1.2电力系统负荷的频率特性电力系统频率变化时，系统负荷所取用的有功功率也会随之改变，这种有功负荷随系统频率而变化的特性，称为负荷的静态频率特性。如：在电压波动不大的情况下，水泵、风机等旋转设备的负荷功率会随着电源频率的升高而升高。如图所示，系统频率变化时，负荷所取有功功率也会随之同向改变。这表明系统有功失去平衡引起系统频率变化时，系统负荷参与对频率的调整。定义负荷的频率调节效应系数：K=ΔPΔf(MW/0.1Hz)DD若用标幺值计算，则为

3、无量刚参数，一般其值在1~3。例：某电力系统总负荷为12,000MW，系统负荷的频率调节效应系数KD=1.8。不考虑发电机组的一次调频作用，此时如果系统中一台满负荷运行的500MW机组突然出现甩负荷事故，若事故前系统频率为50.00Hz，求事故后系统频率将下降到多少？′500ΔP==0.041667D12000′∴Δf′=ΔPD=0.041667=0.023148′1.8KD∴f=f×(1−Δf′)=50×0.9783N=48.84(Hz)2.汽轮机液压调节系统基本原理2.1液压调节系统的基本功能2.2液压调节系统的静态指标ò机组在稳态运行时，

4、汽轮机功率或油动机行程随自身转速变化的关系，称为调节系统的静态特性。右图是一个调节系统典型的静态特性曲线。图中两条平行线间的区域，反映了调速系统对转速的不确定性。ò系统的速度变动率和迟缓率（δ、ε）是反映调节系统静态特性的重要指标。ò速度变动率又叫转速不等率，它是在机组单机运行下给出的定义：在同步器给定不变的情况下，机组从满负荷状态平稳过渡到空负荷状态过程中，转速的静态增加与额定转速的相对比值，即为调速系统的速度变动率。δ=(ｎ0－ｎ1)／ｎe×100%ò机组并网运行时，调速系统的速度变动率反映了机组在稳定运行时，机组负荷/调门行程随电网周波的

5、变化程度。ò速度变动率越小，机组对电网周波的敏感程度越大，同时机组运行的稳定性也越差。一般汽轮机组的δ取值为3~6%。ò机组在发生事故甩负荷时，δ的大小直接决定了甩负荷过程中转速的静态飞升量，并对其动态飞升也有不利的影响。ò对大机组为了防止机组甩负荷后转速飞升过高，一般将δ取值在4.5%左右。ò迟缓率ε是调节系统在其工作范围内对转速的迟滞/磁滞反应。ò右图中的两条平行线，是负荷或油动机上行和下行时所对应的静态关系，该两特性线之间的转速差值与额定转速的比值，就是系统迟缓率的试验测量值。它反映了调速系统对转速波动的不敏感的程度。ε=Δｎε／ｎe×1

6、00%ò值得注意的是迟缓率与转速死区Δ的概念并不相同。转速死区，是特指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区。为了在电网周波变化较小的情况下，提高机组运行的稳定性，一般在电调系统设置有转速死区3.电力系统的一次调频ò稳定运行的电力系统，其电源和负荷功率必须是动态平衡的。当电源功率或负荷发生变化造成变化时（以功率不足为例），系统的频率就会随之降低，系统中的负荷设备会因为频率下降而影响其有功的吸收。与此同时，系统中运行的同步发电机组，也会按照其调速系统的静态特性增加调门开度，弥补系统中功率的不足。在这个过程中，系统功率负荷的动态平衡完全是自己随动完成的

7、，不需要人工干预，动态平衡的结果是系统稳定在了一个较低的频率水平。这个过程即为电力系统的一次调频过程。可以看到电力系统的一次调频，是由同步发电机组和负荷设备共同来完成的右图为电网的调频调整示意图。其中a点为系统变化前电网的功率负荷平衡点。当电网中的负荷从L1增加到L2时，系统的功率负荷平衡点将开始沿调速系统的静态特性线P1下滑，直到系统的功率负荷达到一个新的平衡,b点。在这个过程中汽轮机调速系统根据电网频率的变化情况，按照其自身的静态特性来自动调整所发功率，来满足电网负荷变化的过程,即为机组参与系统的一次调频过程。电网的调频调整示意图某电力系统

8、总负荷为12,000MW，系统负荷的频率调节效应系数KD=1.8。发电机组的等效调差系数为4.5%，此时如果系统中一台满负荷运行的500MW机组突然出