电力系统自动化(4频率与有功调节)ppt课件

1、四、电力系统频率与有功功率调理 本章要点1、频率调整的意义和特点；2、同步发电机组调速系统的根本任务原理；3、电力系统负荷的功频特性与负荷调理效应；4、电力系统自动调频方法电源侧调频；5、自动低频减载负荷侧调频； .4.1 频率调整的意义和特点频率是电能质量目的之一；频率偏移是电力系统有功功率不平衡的结果；1调频就是调速；2速度偏向是转矩不平衡的结果；3调频就是调有功功率。频率调理可在电源侧和/或负荷侧进展；1电源侧调理：投切机组、增减运转机组的有功；2负荷侧调理：切除负荷、抽水蓄能；频率是整个电力系统共有的频率；频率调理是一个系统级的自动控制，且与经济运转亲密相关；.电力系统频率动摇规律与对

2、策电力系统频率的三种动摇分量及其对策：110s以下；随机小动摇，由调速器自动调理一次调频；210s3min；方案外负荷，调整调速器的功率给定二次调频；3 3min以上；预测负荷+制定发电方案；.4.2 调速器的根本原理与特性电源侧有功功率调整，是借助原动机调速器来实现的。调速器的义务：1调速、稳速；2有功功率分配；飞摆式调速器举例：.调速系统的外特性外特性：频率与有功功率之间的关系调差：外特性曲线的斜率：调速系统的有功功率调差，都是正调差，不允许以零调差或负调差运转；有功功率分配，按调差系数反比例分配。.调速器的失灵区调速器的执行部件多是机械部件，因此1必然存在因自在行程引起的不灵敏区也称失灵

3、区或死区；2调速器反响过分灵敏将导致机械执行部件频繁动作，加速磨损。因此，对死区偏小的调速器还需人为添加死区，以提高机械部件运用寿命；具有死区的调速系统外特性曲线成为一条宽带直线，导致机组间功率分配存在误差。.4.3 电力系统负荷的功频特性电力系统负荷是由多种特性各异的负荷组合在一同的综合负荷；电力系统负荷的有功功率-频率特性可以描画为：.电力系统有功负荷的频率调理效应由电力系统负荷的功频特性方程知：功频特性曲线是一条单调上升的曲线；电力系统有功负荷随电力系统频率同向升降的特性，有助于电力系统频率的稳定；电力系统有功负荷随电力系统频率变化而变化，反过来又对电力系统频率产生影响的这一特性，称为电

4、力系统有功负荷的频率调理效应，度量这种调理才干的目的称为：电力系统有功负荷调理效应系数。.电力系统有功负荷的频率调理效应系数在额定频率附近，负荷的功频特性曲线近似为直线，其斜率： 有名制： 标幺制：称KL和KL*为负荷的频率调理效应系数。统计数听阐明：KL*大约在13之间变化，且每个系统的KL*会随季节和昼夜发生变化。KL与KL*的换算：.电力系统的功频特性与频率调整电力系统是由发电机组、输电网络和负荷组成的。可将输电网络的有功损耗合并到负荷之中，等值发电机组的功频特性曲线与等值负荷的功频特性曲线的交点就是电力系统的功频运转点。负荷动摇对系统频率的影响，分三种情况进展分析：1调速器退出或满载发

5、电机组；2调速器投入；3调速器投入且调整其功率给定值；一次调频和二次调频的概念。.4.4 电力系统自动调频方法电力系统自动调频，是指改动发电机组功率定值的二次调频；调频电厂、调频机组的选择原那么；调频控制是需求电力系统内多台机组同步伐整的系统级的控制，还需思索机组间的有功功率合理分配、电力系统稳定性、运转经济性；根据频率偏向确定有功功率调整量的方法，依然离不开自动控制实际，如PID等；.自动调频技术自动调频涉及的技术问题有：1频差的获取：各调频电厂就地获取与调度中心集中获取两种方式；2有功调整量的计算： P、I、PI、PID等；3有功调整量的分配：分配系数需思索机组情况和经济性、电力系统稳定性

6、：4机组同步伐节：集中式的自动发电控制是电力系统调频技术的开展趋势，需求运动技术支持；.电力系统自动调频方法简介分散控制和集中控制；频率调整是系统级的控制，采用集中式控制比较有利；在远动技术四遥不兴隆的条件下，才采用分散控制；有两种调频控制战略：1电力系统整体调频控制战略；2结合电力系统的分区调频维持联络线传输功率的调频控制战略；.系统整体调频的控制战略电力系统整体调频准那么：频率偏向为零；调频约束条件：1经济运转约束；2电力系统稳定性约束；3电钟准确性约束频率偏向的积分为零；.调频方程调频方程计算有功给定增量，类似于双闭环调理中的外环调理：1比例： 2积分： 积差法3比例积分： 改良积差法4

7、虚有差：13式中，有功调整量P的参照点是产生频率偏向之前的稳定运转功率，而4式中，虚有差的有功增量参照点是浮动的，本质上依然是比例积分控制方式上有差，实践上无差，即虚有差。.分区控制的比例式控制战略控制原那么：有功功率按分区就地平衡，维持联络线传输功率不变；控制方程式： A区调频方程： B区调频方程： 控制方程式分析：1A区功率添加；2A区功率减小；3B区功率添加；4B区功率减小；由分析结果可见，调频方程满足控制原那么。.思索PI控制方程与虚有差控制方程的异同；分区控制思想与实现方法的举一反三多控制目的的控制方程；运转机组增减给定值，相当于平移外特性，请问：投切机组相当于改动了外特性的什么？.

8、电力系统自动发电控制AGCAGC：建立在远动技术之上的系统级电源侧有功功率闭环控制系统。可以远方开停机、调理有功功率出力；根据电力系统频率偏向和联络线功率偏向，按一定调理准那么计算出各调频机组的有功出力定值，各调频机组根据所分配的给定功率定值运转；调理准那么中可以包含经济运转要求、稳定性要求等进展负荷的最正确分配。.电力系统低频减载减载减负荷，是负荷侧的调频措施；在电力系统事故情况下，当采取各种措施之后依然不能制止频率下降时，那么由低频减载安装自动切除一部分负荷来进展紧急调频。低频减载的根本问题：1何时开场切？2切多少？3一次性切除还是分多次逐渐切除？.低频减载的根本问题1何时开场切除？切除频

9、率太晚那么影响电能质量，甚至危及系统平安；太早那么无谓呵斥用户停电也不好。普通当频率低于49.1Hz早先为4848.5Hz，还有逐渐升高的趋势启动切除负载。2切多少？按最严重事故情况下能够发生的最大有功缺额来思索最大负荷切除量，宁多勿少。理由：多了可以少切，少了系统就垮了；希望的恢复频率普通为49.5Hz，小于额定50Hz；理由：恢复频率越低，要求切除的负荷越少，停电面积越小。较低的恢复频率可以少切负荷，此时以降低电能质量换取供电可靠性。但恢复频率过低那么系统不平安。.低频减载的根本问题低频减载最大切除负荷量的计算：按最大有功缺额来计算最大负荷切除量。 根据负荷调理效应系数的定义式，以及最大功

10、率缺额、负荷调理效应系数、希望的恢复频率、切除前的总负荷功率等，可以计算出低频减载最大切除负荷量： 多数情况下，最大负荷切除量约占系统总容量的30%。.低频减载的根本问题3一次性切除还是分多次逐渐切除？ 分析：事故可大可小，按最严重事故最大功率缺额思索的最大负荷切除量，假设不论大小事故一概全部切除，显然不合理。实际上，应该按频率偏向决议负荷切除量好像调频方程所描画的那样，切除量与频率偏向成正比，由于负荷具有不能反复投切以及切除量不延续的特点不像发电机功率给定调整那样具有延续可逆的特点 ，所以负荷切除是分级进展的。.低频减载的根本问题假设分级切，1共分多少级；2每级切多少？3何时切完？4切除负荷

11、的先后排序；.低频减载的根本问题共分多少级？实际上，级数越多越好接近延续，实践受负荷大小、测控误差等影响，普通分1030级左右国内多在10级以内；每级切多少？为尽能够减小停电面积，应按最小切除功率原那么计算每级的切除功率。由各级启动频率恢复到期望频率所需切除的功率，就是最小切除功率。 .低频减载的根本问题最小切除功率计算 计算思绪：最小切除功率等于由启动频率恢复到额定频率所需切除的功率减去由期望频率恢复到额定频率所需切除的功率。 由启动频率恢复到 50Hz所需切除的功率： 由期望频率恢复到 50Hz所需切除的功率：.第i-1级切除后，频率稳定值恰等于第i级的动作值fi，其恢复到额定频率所需切除

12、的有功功率或有功功率缺额Pie为：当第i级动作切除负荷后，希望恢复到希望频率fh，那么有：.两者之差即等于第i次需求切除的负荷量.有名制标幺制.低频减载的根本问题续何时切完？末级启动频率应不小于频率解体的临界值，晚于该临界频率再切已无意义，末级频率普通不低于4646.5Hz，如今多为47.548Hz。根据最大负荷切除量计算条件可知，末级动作后必将恢复系统频率到期望频率。首级频率49.1Hz，末级频率4646.5Hz，假设分N级切除，那么频率级差=49.1-46.5/N，当N取30时，频率级差小于0.1Hz。切除负荷的排序：先切除重要性相对较低的负荷，再切除重要性相对较高的负荷。.低频减载的根本

13、问题续“频率悬浮景象及其对策：由于切除量的不确定性以及最小切除量原那么的影响，某级负荷切除后能够有以下几种情况出现：频率上升到等于或大于额定频率-不希望但几无能够性；频率上升到希望频率与额定频率之间-最正确，能够性小；频率上升但未到达希望频率；频率坚持不变；频率下降但不到下级动作频率； 频率下降且低于下级动作频率；对策：停顿切除； 继续切除； 称为“频率悬浮.低频减载的根本问题续“频率悬浮的对策：设置后备级，其动作频率取为希望恢复的频率值，其动作时延取电力系统频率时间常数的23倍1525s。后备级的切除功率：1总功率：由最后一级启动频率fN恢复到希望频率fh所需切除量；2各级切除功率；也要分级切除，每级功率不大于第二级频率f2恢复到希望频率fh所需切除量，或希望频率fh恢复到额定频率fe所需切除量。3按延时时间分级：各级启动频率一样，延时时间逐级延伸，时间级差510s。后备级和正常级可以是同一低频减载安装中同时任务的