第5章电力系统的有功功率和频率调整

1、1 第五章 电力系统的有功功率和频率调整2第五章第五章 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 衡量电能质量的指标：衡量电能质量的指标： 频率频率 电压电压 波形波形 衡量经济性的主要指标：衡量经济性的主要指标： 比耗量比耗量 线损率线损率3第五章第五章 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整本章的主要内容本章的主要内容有功功率的最优分布有功功率的最优分布 频率调整频率调整 其中，有功其中，有功功率的最优分布包括：有功率的最优分布包括：有功功率负荷预计、有功功率电源的最优组功功率负荷预计、有功功率电源的最优组合、有功功率负荷在运行机组间的最优分合、有功功率负

2、荷在运行机组间的最优分配等配等。4第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡电力系统经济调度电力系统经济调度：是在满足安全和一定质量要求的条：是在满足安全和一定质量要求的条件下尽可能提高运行的经济性，即合理地利用现有的能件下尽可能提高运行的经济性，即合理地利用现有的能源和设备，以最少的燃料消耗量（或燃料费用或运行成源和设备，以最少的燃料消耗量（或燃料费用或运行成本），保证对用户可靠而满意地供电。本），保证对用户可靠而满意地供电。最优潮流最优潮流：满足各节点正常功率平衡及各种安全性不等：满足各节点正常功率平衡及各种安全性不等式约束条件下，求以发电费用（耗量）或网损为目标函式约

3、束条件下，求以发电费用（耗量）或网损为目标函数的最优的潮流分布。数的最优的潮流分布。最优潮流的优点最优潮流的优点：将安全性运行和最优经济运行等问题：将安全性运行和最优经济运行等问题综合地用统一的数学模型来描述。综合地用统一的数学模型来描述。 5第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡一一、有功、有功功率负荷的变动和调整控制功率负荷的变动和调整控制发电机的功率平衡发电机的功率平衡 PT PE + PD PE 电力系统的功率平衡电力系统的功率平衡 LossLoadGPPP6第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡有功频率特性有功频率特性负荷波动是频率偏差

4、的根本原因负荷波动是频率偏差的根本原因有功平衡的高低决定了频率的高低有功平衡的高低决定了频率的高低7一.负荷预测的简要介绍 电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的需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，求，即进行电力负荷预测，按照调度计划的周期，可分为可分为日负荷预测，周负荷预测和年负荷预测日负荷预测，周负荷预测和年负荷预测。不。不同的周期的负荷有不同的变化规律：同的周期的负荷有不同的变化规律：n 第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动有很大的第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动有很大的偶然性；偶然性；n 第二种变动幅度较大，

5、周期也较长，属于这种负荷的主要有：第二种变动幅度较大，周期也较长，属于这种负荷的主要有：电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷变动；电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷变动；n 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大，周期也最长，第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大，周期也最长，是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动。8第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡负荷波动性质的分析负荷波动性质的分析 第一种负荷第一种负荷一次调频一次调频发电机的调速器发电机的调速器 第二种负荷第二种负荷二次调频二次调频调频厂的调频器

6、调频厂的调频器第三种负荷第三种负荷三次调频三次调频电力调度计划电力调度计划9第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡 前两种是事后的，第三种是事前的。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。的，取决于发电机组是否已经满负荷发电。这类这类 发电厂称为负荷监视厂。发电厂称为负荷监视厂。 二次调频是由平衡节点来承担。二次调频是由平衡节点来承担。10第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡二二、有功、有功功率负荷曲线的预计功率负荷曲线的预计 负荷预测的

7、精度直接影响经济调度的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划外开停机组，以利于电网运行的经济性和安全性。济性和安全性。11第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡负荷预测分类负荷预测分类n 安全监视过程中的超短期负荷预测；安全监视过程中的超短期负荷预测；n 日调度计划；日调度计划；n 周负荷预测；周负荷预测；n 年负荷预测；年负荷预测；1. 规划电源和网络发展时需要用规划电源和网络发展时需要用120年的负年的负荷预测值

8、荷预测值。12第一节第一节 电力系统中有功功率的平衡电力系统中有功功率的平衡二二、有功、有功功率电源和备用容量功率电源和备用容量 有功功率电源有功功率电源：可投入发电设备的可发功率：可投入发电设备的可发功率之和，不应小于包括网损和厂用电在内的系之和，不应小于包括网损和厂用电在内的系统（总）发电负荷。统（总）发电负荷。 系统的备用容量系统的备用容量：系统电源容量大于发电负：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。用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。13第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电

9、力系统中有功功率的最优分配第二节第二节 电力系统中有功功率的电力系统中有功功率的最优分配最优分配 经济调度的第二个问题是有功功率的最经济调度的第二个问题是有功功率的最优分配，包括有功功率电源的最优组合优分配，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。和有功功率负荷的最优分配。14第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配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是指系统中发电设 备或发电厂的合理备或发电厂的合理组合。通常所说的机组的合理开停，大组合。通常所说的机组的合理开停，大体上包括三个部分：体上包括三个部分：机组的最优组合顺序机组的最

10、优组合顺序机组的最优组合数量机组的最优组合数量机组的最优开停时间机组的最优开停时间15第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配有功功率负荷的最优分配有功功率负荷的最优分配最优化最优化：是指人们在生产过程或生活中为某个目的而选择的一个“最好”方案或一组“得力”措施以取得“最佳”效果这样一个宏观过程。有功功率负荷的最优分配：有功功率负荷的最优分配：是指系统的有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间的合理分配。其核心是按等耗量微增率准则进行分配。电力系统最优运行：电力系统最优运行：是电力系统分析的一个重要分支，它所研究的问题主要是在保证用户用电需求（负荷）的前提

11、下，如何优化地调度系统中各发电机组或发电厂的运行工况，从而使系统发电所需的总费用或所消耗的总燃料耗量达到最小这样决策问题。16第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配一、各类发电厂的运行特点和合理组合一、各类发电厂的运行特点和合理组合 1. 各类发电厂的运行特点各类发电厂的运行特点火电厂火电厂有一个技术最小负荷；有一个技术最小负荷；退出、投入、急剧改变负荷时，均需耗费能量、退出、投入、急剧改变负荷时，均需耗费能量、花费时间，且易于损坏设备；花费时间，且易于损坏设备；效率：高温高压效率：高温高压 中温中压中温中压 低温低压低温低压调节范围：中温中压优于高温高压调节范

12、围：中温中压优于高温高压 17第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配原子能电厂原子能电厂技术最小负荷取决于汽轮机；技术最小负荷取决于汽轮机；退出、投入、或承担急剧变动负荷时，也需耗费退出、投入、或承担急剧变动负荷时，也需耗费能量、花费时间，且易于损坏设备；能量、花费时间，且易于损坏设备；一次投资大，运行费用小。一次投资大，运行费用小。 18第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配水电厂水电厂存在强迫功率和技术最小负荷；存在强迫功率和技术最小负荷；退出、投入、或承担急剧变动负荷时，所需能量、退出、投入、或承担急剧变动负荷时，所需能量、

13、花费时间少，操作简单；花费时间少，操作简单；发出功率受水头影；发出功率受水头影；按其有无调节水库、调节水库的大小或其功能分按其有无调节水库、调节水库的大小或其功能分为无调节、日调节、季调节、年调节、多年调节为无调节、日调节、季调节、年调节、多年调节和抽水蓄能等。和抽水蓄能等。 19第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配丰水期和枯水期电厂的运行安排丰水期和枯水期电厂的运行安排 丰水期：丰水期：水电厂应满发以避免弃水，与热电水电厂应满发以避免弃水，与热电厂和核电厂一起带基本负荷稳定运行，其次厂和核电厂一起带基本负荷稳定运行，其次是高温高压火电厂，然后是中温中压火电厂

14、是高温高压火电厂，然后是中温中压火电厂承担峰值负荷。承担峰值负荷。 枯水期：枯水期：有调节水电厂承担调峰任务，其余有调节水电厂承担调峰任务，其余各类电厂的安排顺序不变。各类电厂的安排顺序不变。 20第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配2. 各类发电厂的各类发电厂的合理组合合理组合21第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配二、最优分配负荷时的目标函数和约束条件二、最优分配负荷时的目标函数和约束条件 1. 耗量特性耗量特性发电设备的输入和输出的关系，即发电设备单位发电设备的输入和输出的关系，即发电设备单位时间内消耗的燃料时间内消耗的

15、燃料F（耗水量（耗水量W）与发出有功功）与发出有功功率率PG的关系。的关系。2. 比耗量比耗量耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比值。耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比值。GGPWPF/or/22第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配3. 发电设备的效率发电设备的效率输入功率与输出功率之比。输入功率与输出功率之比。耗量特性的纵横坐标单位相同时，耗量特性的纵横坐标单位相同时，4. 耗量微增率耗量微增率单位时间内输入能量微增量与输出功率微增量的单位时间内输入能量微增量与输出功率微增量的比值。比值。OIPP /1PWPWPFPFd/d/ord/d/23第二节第二

16、节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配5. 最小比耗量最小比耗量 min耗量特性曲线切点对应的比耗量。耗量特性曲线切点对应的比耗量。E(F、W)PGE = f (PG)tgtg24第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配6. 目标函数和约束条件目标函数和约束条件 目标函数目标函数： C = C (x, u, d )等约束条件等约束条件： f (x, u, d ) = 0 不等约束条件不等约束条件： g(x, u, d ) 0 x 为状态变量；为状态变量；u为控制变量；为控制变量；d 为扰动变量为扰动变量 25第二节第二节 电力系统中有功功率的

17、最优分配电力系统中有功功率的最优分配目标函数目标函数有功最优分配的目标函数是使全系统每小时的总能有功最优分配的目标函数是使全系统每小时的总能源消耗或燃料费用为最小源消耗或燃料费用为最小。对于纯火电系统，对于纯火电系统， 发电厂的燃料费用主要与发电机发电厂的燃料费用主要与发电机输出的有功功率有关，与输出的无功功率及电压等输出的有功功率有关，与输出的无功功率及电压等运行参数关系较小运行参数关系较小 。这种反映单位时间内发电设备。这种反映单位时间内发电设备的能量消耗与发出的有功功率之间的关系称为耗量的能量消耗与发出的有功功率之间的关系称为耗量特性。其函数关系式为：特性。其函数关系式为： 单位：吨单位

18、：吨/小时小时 GiiiPff 26第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配上述函数可用试验数据通过最小二乘法拟合而成，上述函数可用试验数据通过最小二乘法拟合而成，根据前人经验，阶数为根据前人经验，阶数为2比较合适，即比较合适，即总的目标函数为：总的目标函数为： iGiiGiiiaPaPaf0122 GSiiGiiGiitiaPaPaFf0122cosmin27第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配约束条件约束条件（1）全系统有功功率平衡约束条件为）全系统有功功率平衡约束条件为 对于每个节点：对于每个节点： 对于整个系统：对于整个系

19、统： 若不计网损：若不计网损：0sincos1ijijijijnjjiLiGiBGUUPP011PPPniLiniGi011niLiniGiPP28第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配（2）各发电机出力不等约束条件为）各发电机出力不等约束条件为（3）系统各点的电压不等约束条件为）系统各点的电压不等约束条件为 Ui min Ui Ui max , i = 1,2,n （4）水电厂用水约束条件为）水电厂用水约束条件为 TjTj，jwdtw021,maxminmaxminGiGiGiGiGiGiQQQPPP29第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功

20、功率的最优分配三、三、最优分配最优分配负荷时等耗量微增率准则负荷时等耗量微增率准则 一般用拉格朗日乘数法。 现用两个发电厂之间的经济调度来说明，问题略去网络损耗。n 建立数学模型。 210122cosminiiGiiGiitaPaPaFf02121iLiiGiPPmax22min2max11min1max22min2max11min1max22min2max11min1,UUUUUUQQQQQQPPPPPPGGGGGGGGGGGG30第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配n 根据给定的目标函数和等式约束条件建立一个新的、不受约束的目标函数拉格朗日函数。n 对拉格

21、朗日函数求导，得到最小值时应有的三个条件：21212211*LLGGGGPPPPPFPFC拉格朗日乘子212121222111,00LLGGGGGGGGPPPPPPfdPPdFdPPdF31第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配n 求解（1）得到： 这就是著名的等耗量微增率准则等耗量微增率准则，表示为使总耗量最小，应按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷。n 对不等式约束进行处理v 对于有功功率限制，当计算完后发现某发电设备越限，则该发电设备取其限制，不参加最优分配计算，而其他发电设备重新进行最优分配计算。v 无功功率和电压限制和有功功率负荷的分配没有

22、直接关系，可暂时不计，当有功功率负荷的最优分配完成后计算潮流分布在考虑。2132第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配推广到多台发电机组或发电厂，有推广到多台发电机组或发电厂，有即即等耗量微增率准则等耗量微增率准则：各机组以相等的耗量微增各机组以相等的耗量微增率运行并满足功率平衡约束时，系统的总耗量率运行并满足功率平衡约束时，系统的总耗量最小。最小。 GnnGGGnnGGPFPFPFPFPFPFddddddor22112211n2133用迭代法求解电力系统经济调度问题用迭代法求解电力系统经济调度问题n设耗量微增率的初值 ；n求与 对应的各发电设备应发功率 ；n校

23、验求得的 是否满足等式约束条件：n如不能满足，则如 ，取 ；如 ，取 ，自2）开始重新计算。n直到满足条件。)0()0(GiP)0()0(GiP011)0(niLiniGiPPLiGiPP)0()1(LiGiPP)0()1(34第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配例例5 2例例A 35第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配四、等耗量微增率准则的推广运用四、等耗量微增率准则的推广运用 用于解决火力发电厂与水力发电厂之间的最优分配问题。 其目标函数不变，不等式约束不变。 等式约束中加水量特性方程： wj：单位时间内水力发电设备的水量

24、消耗。 另外还有所不同的是须各时段联立求解。KdtPwGjj036第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配数学模型的变化数学模型的变化niiGiiGiiaPaPaF10122min011niLiniGiPPniPPPGiGiGi, 2, 1,maxminKdtPwGjj0itkkkHikiKtPw1tkkniikGiikGiitaPaPaF110122mintkPPnikLinikGi, 1, 011tkniPPPGikGiGi, 1, 1,maxmin37第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配n 拉格朗日函数n 对拉格朗日函数求导

25、，n得到极值条件：tkHiitkkkHikiikniLiniGikktkTikTiKtPWtPPtPFC11111*)(0000111itkkkHikinikLinikGikkHikHikiikkGikGikiKtPwPPdPPdFdPPdF38第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配求解极值条件，得到：即： 实际可看作是一个换算系数，也称为水价系数。在枯水季节，水电厂承担调频任务， 比较小，比较大；在洪水季节，水电厂承担基荷任务， 比较大，比较小。HnnHmmTmT111iii), 2 , 1(111111tkdPPdFdPPdFdPPdFdPPdFkkHnkH

26、nknnkHmkHmkmmkTmkTmkmkTkTik39换算系数的迭代求取换算系数的迭代求取n根据给定的可消耗水量K2，设换算系数的初值 ；n求与 相对应的，各个不同时刻的有功功率负荷最优分配方案；n计算与这最优分配方案对应的消耗水量 ；n校验求得的 是否与给定的K2 相等；n当 时，取 ；当 ，取 。自第二步开始重复计算；n继续计算，直到求得的 与给定的 K2 相等为止。)0(2)0(2)0(2K)0(2K2)0(2KK)0(2)1(22)0(2KK)0(2)1(2)(2kK40第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配五、网络损耗的修正五、网络损耗的修正 mi

27、GiiPF1min0s.t.11PPPmiLimiGi)(111PPPPFLmiLimiGimiGii41第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配取取拉格朗日函数的偏导数，列出极值条件拉格朗日函数的偏导数，列出极值条件01GiGiiPPPF，m，iPPPFGiGii21,11仍符合仍符合等微增率准则等微增率准则 网损网损微增率微增率网损修正系数网损修正系数42第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配网损微增率的计算网损微增率的计算转置雅可比矩阵法转置雅可比矩阵法 计算网损微增率的方法：计算网损微增率的方法： B系数法、阻抗矩阵法、系数

28、法、阻抗矩阵法、转置雅可比矩阵法等。转置雅可比矩阵法等。43第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配六六、电力市场电力市场 1、基本模式、基本模式（1）电力联营体模式）电力联营体模式（2）双边交易模式）双边交易模式（3）存在双边交易合同的联营体模式）存在双边交易合同的联营体模式44第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配2、交易模型、交易模型 目标函数：目标函数：Fm 约束条件：约束条件： 非线性混合整数规划问题非线性混合整数规划问题45第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配例例A 已知三个火电厂的耗量

29、特性分别为：已知三个火电厂的耗量特性分别为：不计网损时，求：不计网损时，求：当总负荷为当总负荷为700MW时各个发电厂时各个发电厂间有功负荷的最优分配；间有功负荷的最优分配；若三个火电厂所用燃料价格若三个火电厂所用燃料价格分别为分别为100、110、90元元/t，按电能成本分配负荷，按电能成本分配负荷。 MW3000MW01t/h,5 . 330. 000045. 0MW3000MW01t/h,5 . 432. 00004. 0MW15080MWt/h,430. 00007. 0332332222211211GGGGGGGGGPPPFPPPFPPPF46第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分

30、配电力系统中有功功率的最优分配解：用解析法求解解：用解析法求解 = 2PD + (bi /i)/(1/i) = 1400+(0.3/0.0007+0.32/0.0004+0.3/0.00045)/ (1/0.0007+1/0.0004+1/0.00045) = 0.5357则则 PG1 = (0.5357-0.3)/(20.0007)= 168.39(MW) PG2 = (0.5357-0.32)/(20.0004)= 269.68(MW) PG3 = (0.5357-0.3)/(20.00045)= 261.93(MW)47第二节第二节 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分

31、配 校验有功功率不等约束校验有功功率不等约束 PGimin PGi PGimax，可知，可知 PG1 越上限，取越上限，取 PG1 =150MW，再重新计算，再重新计算 ，得，得 PD= PDPG1=700150 = 550(MW) = 1100+(0.3/0.0007+0.32/0.0004+0.3/0.00045)/ (1/0.0007+1/0.0004+1/0.00045) = 0.5435 PG2 = (0.5435-0.32)/(20.0004) = 279.41(MW) PG3 = (0.5435-0.3)/(20.00045) = 270.59(MW)48第二节第二节 电力系统中

32、有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配（2）燃料价格与耗量特性相乘就得到电能的费用特性，）燃料价格与耗量特性相乘就得到电能的费用特性，将将F1 、F2、 F3分别乘以分别乘以100、110、90元元/t，得到费用，得到费用特性为特性为 求解得到：求解得到： PG1 = 150MW，PG2= 215.09MW，PG3 = 334.91MW MW3000MW01t/h,315270405. 090MW3000MW01t/h,4952 .3504. 0110MW15080MW/h,4003007. 0100332333222222112111GGGGGGGGGPPPFCPPPFCPPPFC元

33、49第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整一、调整频率的必要性一、调整频率的必要性频率是电力系统运行的一个重要的质量指标，直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。负荷要求频率的偏差接影响着负荷的正常运行。负荷要求频率的偏差一般应控制在（一般应控制在（0.2 0. 5）Hz的范围内。的范围内。一般而言，系统综合负荷的有功功率与频率大致一般而言，系统综合负荷的有功功率与频率大致呈一次方关系。呈一次方关系。要维持频率在正常的范围内，其必要的条件是系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。统必须具有充裕的可调有功电源。50频率不稳

34、定的危害对用户的影响对用户的影响产品质量降低产品质量降低生产率降低生产率降低 对发电厂的影响对发电厂的影响汽轮机叶片谐振汽轮机叶片谐振辅机功能下降辅机功能下降 对系统的影响对系统的影响互联电力系统解列互联电力系统解列发电机解列发电机解列51第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整二、自动调速系统及其调节特性二、自动调速系统及其调节特性关键在于利用杠杆的作用调整汽轮机或水轮机的导向叶片，使其开度增大，增加进汽量或进水量。 P20220452第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整三、频率的一次调整三、频率的一次调整概念n发电机的单位调节功率：发电机组原动机或电源频率特性的斜率

35、。 标志着随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ *53第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整PG 增加时，增加时，f 下降；下降；PG 减小时，减小时，f 上升。上升。 发电机具有负的调节特性发电机具有负的调节特性 有利于有利于维持系统频率的稳定性维持系统频率的稳定性 fNPGNPGff054第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整n发电机的调差系数：单位调节功率的倒数。 发电机的单位调节功率与调差系数的关系：100100% 0 000NNGNNGNGNNGNNGfffPffPPffPffPf100%1*GK

36、55第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的：汽轮发电机组 =35或 =33.320水轮发电机组 =24或 =5025%*GK%*GK56第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整n负荷的单位调节功率：综合负荷的静态频率特性的斜率。一般而言：LNNLLNNLLLLPfKfPfPKHzMwfPK/ *5 . 1*LK57第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整正的调节效应正的调节效应： dPL /d 0 有利于维持频率稳定有利于维持频率稳定频率升高时，负荷取用的有功功率增加；频率升高时，负荷取用的有功功率增加；频率降低时，负荷取

37、用的有功功率减小频率降低时，负荷取用的有功功率减小。fNPLPLf综合负荷的静态频率特性综合负荷的静态频率特性58第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整2. 频率的一次调整1) 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。59第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整 有功平衡与频率的关系有功平衡与频率的关系 PG = PD + PL 有功平衡水平的高低决定有功平衡水平的高低决定系统频率水平的高低。系统频率水平的高低。f1a1PG( f )ff2fa(fN)PD( f )PD( f )a2a一次调频一次调频二次调频二次调频60第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整2）数学表达式：KS：称为系统的单位调节功率，单位Mw/Hz。表示原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下降或上升的多少。SLGLLGLKKKfPfKKP/0061第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整n注意：取功率的增大或频率的上升为正；为保证调速系统本身运行的稳定，不能采用过大的单位调节功率；对于满载机组，不再参加调整。62第三节第三节 电力系统的频率调整电力系统的频率调整n对于系统有若