第8讲 有功调节1.ppt

第八讲频率及有功功率自动调节 1 马静Office J5B309Telmail hdmajing NorthChinaElectricPowerUniversity 2 45 2020 1 26 主要内容 电力系统频率特性负荷的功率 频率特性发电机组的功率 频率特性发电机组调差系数与有功功率分配调速器调节特性的失灵区电力系统的频率特性调速器原理机械液压调速器模拟式电气液压调速器转速测量 功率测量 给定环节及PID调节器 电液转换器工作状态 未并网 并网频率恒定 并网频率波动数字式电液调速器 NorthChinaElectricPowerUniversity 3 45 2020 1 26 第一节电力系统频率特性 系统内有m台机组 电功率输出为 原动机的输入总功率为 在忽略内部损耗的条件下 存在关系 系统负荷变动使机组输出电功率增加 而机械功率来不及做出反应 这时 为了保持功率平衡机组只能把转子的一部分动能转换为电功率 机组转速降低 系统频率下降 NorthChinaElectricPowerUniversity 4 45 2020 1 26 1 电力系统负荷的功率 频率特性 电力系统负荷变动情况 电力系统运行中的主要任务之一就是对频率进行监视和控制 保证电力系统频率的偏移在允许范围内 调节频率就是改变单位时间内进入原动机的动力元素 蒸汽或水 力求电力系统负荷在安全运行约束条件下 实现经济运行及在发电机组之间实现经济分配 励磁调节基本目标 发电机端电压和无功功率分配调速器的基本目标 发电机频率和有功功率分配 NorthChinaElectricPowerUniversity 5 45 2020 1 26 1 电力系统负荷的功率 频率特性 电力系统中有功功率与频率之间的关系 1 与频率变化无关的负荷 照明 电弧炉 整流负荷2 与频率成正比的负荷 切削机床 球磨机 压缩机3 与频率的二次方成正比的负荷 变压器中的涡流损耗4 与频率的三次方成正比的负荷 通风机 静水头阻力不大的循环水泵5 与频率的高次方成正比的负荷 静水头阻力很大的循环水泵 NorthChinaElectricPowerUniversity 6 45 2020 1 26 1 电力系统负荷的功率 频率特性 电力系统有功负荷的静态频率特性方程 当电力系统内机组的输入功率和负荷功率之间失去平衡时 系统负荷也参与了调节作用 这种特性有利于系统中的有功功率在另一个频率下重新获得平衡 负荷的频率调节效应 NorthChinaElectricPowerUniversity 7 45 2020 1 26 1 电力系统负荷的功率 频率特性 为负荷的频率调节效应系数 用以衡量调节效应的大小 根据国内外的实测数据表明 有功负荷与频率之间的关系曲线接近于一条直线 有功功率变化量 相对应有功功率变化的频率的变化量 是电力系统调度部门要求掌握的一个数据 它表明系统频率变化1 时负荷功率变化的百分数 NorthChinaElectricPowerUniversity 8 45 2020 1 26 2 发电机组的功率 频率特性 发电机组的转速调整是由原动机的调速系统来实现的 发电机的功率 频率特性取决于调速器系统的特性 发电机组无调速器 在调速器的作用下不断改变进气量 使原动机的运行点不断地从一根静态特性向另一根静态特性曲线过渡 此时原动机进气量达到最大值 调速器不起作用 当频率f继续下降时 运行点只能沿着对应于最大进气量的静态特性曲线移动 NorthChinaElectricPowerUniversity 9 45 2020 1 26 2 发电机组的功率 频率特性 对应于频率下降 发电机组输出功率增加 这是一种有差调节特性 发电机组的调差系数 负号表示发电机输出功率的变化和频率变化相反 发电机组的静态调节方程 NorthChinaElectricPowerUniversity 10 45 2020 1 26 2 发电机组的功率 频率特性 计算功率和频率关系时 常采用调差系数的倒数来表示 为发电机组的功率 频率静态特性系数 或者是原动机的单位调节功率 发电机组的调差系数主要决定于调速器的静态调节特性 与机组间的有功功率分配相关 调节特性的失灵区又造成机组间的有功功率分配的不确定性 调差系数 机组间有功分配 调速器的静态特性 调节特性的失灵区 NorthChinaElectricPowerUniversity 11 45 2020 1 26 3 发电机组调差系数与有功功率分配 机组间的有功功率分配与机组的调差系数成反比 推广到多台发电机组并联运行的情况 NorthChinaElectricPowerUniversity 12 45 2020 1 26 3 发电机组调差系数与有功功率分配 系统等值机的调差系数 系统中负荷变化后 每台发电机所承担的功率 1 多台发电机的调差系数为零是不能并联运行的 2 含有一台调差系数为零机组的系统在理论上是可行的 但是在实际上是不能运行的 原因是就目前的系统容量而言不可能仅由一台机组来完成全部的调差任务 因此 只能是由多台有差调节机组并联运行 NorthChinaElectricPowerUniversity 13 45 2020 1 26 4 调速器调节特性的失灵区 机械式调速器对于微小的转速变化是不能反应的 因此调速器具有一定的失灵区 调节特性实际上就是一条具有一定宽度的带子 不灵敏区宽度可以用失灵度来描述 为机组间的最大误差 为调速器最大的频率呆滞 NorthChinaElectricPowerUniversity 14 45 2020 1 26 4 调速器调节特性的失灵区 与成正比 与成反比 若调差系数很小 则机组间的最大误差功率就会很大 这样就会引起机组间功率分配误差的增大 若不灵敏区宽度很小 则调速器在频率的微小波动时就会动作