有功功率和无功功率

1、如何保持有功功率、无功功率平衡?如何调节频率和电压?在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种;一种是有功功率,一种是无功功率。电力系统的有功功率平衡和频率调整有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能的电功率。一.频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响频率变化引起电动机转速的变化,会影响产品质量,使电动机停转,电厂的给水泵停运,锅炉停炉等等。频率变化的原因:由有功负荷变化引起的我国频率范围:50 0.2Hz发达国家(如澳大利亚:50 0.1Hz华东电网已达到:50 0.1Hz二、电力系统中有功功率的平衡和备用容量1、有功功率负荷的变动及其调

2、整 1.变化幅度很小、变化周期较短,负荷变动有很大的偶然性。2.变化幅度较大、变化周期较长,如电炉。电气机床。3.变化缓慢的持续变动负荷,如由生产、生活、气象变化引起的负荷变动。电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的需求,即进行电力负荷预测,按照调度计划的周期,可分为日负荷预测,周负荷预测和年负荷预测。不同的周期的负荷有不同的变化规律。负荷预测的精度直接影响经济调度的效益,提高预测的精度就可以降低备用容量,减少临时出力调整和避免计划外开停机组,以利于电网运行的经济性和安全性。 根据负荷变化,电力系统的有功功率和频率调整大体上也可分为: 1. 一次调频:由发电机调速器进行; 2. 二次调频:

3、由发电机调频器进行;3. 三次调频:由调度部门根据负荷曲线进行最优分配。 前两种是事后的,第三种是事前的。 一次调频是所有运行中的发电机组都可参加的,取决于发电机组是否已经满负荷发电。这类 发电厂称为负荷监视厂。 二次调频是由平衡节点来承担。 2、有功功率平衡和备用容量系统的备用容量:系统电源容量大于发电负荷的部分,可分为热备用和冷备用或负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。 负荷备用:为满足系统中短时的负荷波动和一天中计划外的负荷增加而留有的备用容量。一般为系统最大负荷的2%5% 事故备用:为使电力用户在发电设备发生偶然事故时不受严重影响,能够维持系统正常供电所需的备用容量。一般为系

4、统最大负荷的5%10% 检修备用:为保证系统中的发电设备进行定期检修时,不影响供电而在系统中留有的备用容量。国名经济备用:考虑到工农业用户超计划生产,新用户的出现等而设置的备用容量。一般为系统最大负荷的3%5% 3、有功功率的最优分配有功功率的最优分配,包括有功功率电源的最优组合和有功功率负荷的最优分配。 (1.有功功率电源的最优组合有功功率电源的最优组合:是指系统中发电设 备或发电厂的合理组合。通常所说的机组的合理开停,大体上包括三个部分:1. 机组的最优组合顺序2. 机组的最优组合数量3. 机组的最优开停时间电力系统的频率调整频率是电力系统运行的一个重要的质量指标,直接影响着负荷的正常运行

5、。负荷要求频率的偏差一般应控制在(±0.2 ±0. 5Hz 的范围内。要维持频率在正常的范围内,其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。 一、电力系统负荷的有功功率-频率的静态特性 当电力系统处于稳态运行时,系统中的有功负荷随频率变化特性称为负荷的有功功率-频率网络的有功损耗发电厂厂用有功负荷用户的有功负荷系统的总负荷总和发电厂发出的有功功率CP P P P P SD L G +=cSDLGPP P P P静态特性。三、频率的一次调整简述:由于负荷突增,发电机组功率不能及时变动而使机组减速,系统频率下降,同时,发电机组功率由于调速器的一次调整作用而增大,负荷功率因其本

6、身的调节效应而减少,经过一个衰减的振荡过程,达到新的平衡。 P P NfP P 00 p 0L+=332210(NLN NLN NLN LN L f f P a f f P a f f P a P a P 荷时,整个系统的有功负频率为电力系统频率为额定荷时,整个系统的有功负为电力系统频率为N f f LN L P P /(Hz MW fP tg K L L =*=f P f fP P K LN NLN L L 效应系数:有功负荷的频率调节、*L L K K 31=*L K四、频率的二次调整1、当负荷变动幅度较大(0.5%1.5%,周期较长(几分钟,仅靠一次调频作用不能使频率的变化保持在允许范围

7、内,这时需要调速系统中的调频器动作,以使发电机组的功频特性平行移动,从而改变发电机的有功功率以保持系统频率不变或在允许范围内。电力系统中无功功率平衡和电压调整在电力系统中,无功功率为电力网络及各种电力设备提供励磁。无功功率的电源:发电机、高压输电线路、大型同步电动机、补偿装置 无功功率对电压的影响:要求电源的无功出力在任何时候都同负荷的无功功率和网络无功损耗相等。据此,无功功率电源可能发出的无功功率应该大于或者只是等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。同时,系统必须配置一定的无功备用容量,保证运行可靠性和适应无功负荷的增长。设Q 为无功功率备用;Q>0,无功功率可以平衡且有适量的备用

8、;Q<0,无功功率不足,应考虑加设无功补偿装置;(SL G L L G L K K K f P fK K A B B O AO P =+=+=+=/0''''0/(/(0N L L S f f P P K =* BQ=0,无功功率刚好平衡,但有小小干扰都将破坏系统平衡。电力系统中一般要求发电机按照额定功率因数运行,可按额定功率因数计算发电机所发出的无功功率。其他无功补偿装置按额定容量来计算其无功功率。电力系统的电压调整电力系统在各种运行方式下,维持各用电设备端电压不超过规定的允许范围,保证电力系统运行的安全可靠、电能质量和经济性。由于电力系统结构复杂,对网络中各母线电压及用电设备的端电压进行监测是不可能的。常常在电力系统中选择一些代表性的点(母线作为电压中枢点。只要中枢点电压质量满足要求,其他各点的电压质量基本满足要求。一般选择下列母线作为中枢点大型发电厂的高压母线(高压母线上有多回出线时枢纽变电站的二次母线有大量地方性负荷的发电厂母线调压方式根据枢纽点所管辖的电力网中负荷分布的远近和变动程度,对枢纽点电压提出原则性要求,以确定一个大致的电压变动范围。逆调压:大