电力系统分析04

1、 电力系统的频率调整4.3 电力系统的频率调整4.3.1 频率的一次调整 n台装有调速器的机组并联运行 系统中产生f 第i台机组的输出功率增量 n台机组: n台机组的等值单位调节功率: 把n台机组用一台等值机来代表 求负荷功率初始变化量为 时 【例4-2】 某电力系统中，一半机组的容量已完全利用；占总容量1/4的火电厂尚有10%备用容量，其单位调节功率为16.6；占总容量1/4的水电厂尚有20%的备用容量，其单位调节功率为25；系统有功负荷的频率调节效应系数KD*=1.5。试求： (1) 系统的单位调节功率K*； (2) 负荷功率增加5%时的稳态频率f ； (3) 如频率容许降低0.2Hz，系

2、统能够承担的负 荷增量。系统负荷功率系统备用系数 则解：(一)计算系统的单位调节功率 令系统中发电机的总额定容量等于1，利用公式(4-25) 可算出全部发电机组的等值单位调节功率(二)系统负荷增加5%时的频率偏移为一次调整后的稳态频率为(三)频率降低0.2Hz，即f*=0.004,系统能够承 担的负荷增量 以系统的功频静特性为基础的频率一次调整的作用是有限的，它只能适应变化幅度小、变化周期较短的变化负荷。对于变化幅度较大，变化周期较长的变化负荷，一次调整不一定能保证频率偏移在允许范围内（有差调节）。在这种情况下，需要由发电机组的转速控制机构(调频器)来进行频率的二次调整。4.3.2 频率的二次

3、调整 频率的二次调整就是自动或手动地操作调频器，使发电机组的频率特性平行地移动，从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许的波动范围内。1主调频厂的选择1、具有足够的调整容量；2、具有较快的调整速度；3、调整范围内的经济性能较好。 从可调容量和调整速度这两个基本要求出发，一般系统中有水电厂时，应选大容量的水电厂作为调频厂。当水电厂的调整容量不够或没有水电厂时，则选中温中压的火电厂作为调频厂。2频率的二次调整过程当二次调整所得到的发电机组功率增量能完全抵偿负荷的初始增量，即 时，频率将维持不变(即f=0)，这样就实现了无差调节。 AEEFFC主调频机组进行二次调频 一次调频（三台机组调 速器动作）二

4、次调频（调频机组调 频器动作）【例4-4】 某发电厂装有三台发电机，参数见表。若该电厂总负荷为500MW，负荷频率调节响应系数 KD = 45MW/Hz。（1）若负荷波动10%，求频率变化增量和各发电机输出功率；（2）若负荷波动+10%，求频率变化增量和各发电机输出功率（发电机不能过载）。 发电机号额定容量/MW原始发电功率/MWKG/（MW/Hz）1125100552125100503300300150（1）若负荷波动10%，则三组发电机均要参与调节。 KS = KD + KG =（45 + 55 + 50 + 150）MW/Hz = 300MW/Hz发电机出力的变化：1号发电机2号发电机3

5、号发电机（2）若负荷波动+10%，由于3号发电机已经满载，因 此，只有1、2号发电机参与调节。 KS = KD + KG1 + KG2 = 150MW/Hz发电机出力的变化：1号发电机2号发电机3号发电机 PG3 = 0 PG3 = 300MW当负荷变化时，各发电机按各自的单位调节功率来增发或减少功率输出，系统频率未能回复到额定值。一次调频有差调节。【例 4-5】 将例4-4中3号机组的额定容量改为500MW，其余条件不变。3号机组设定为调频机组；负荷波动10，3号机组同步器动作： （1）3号机组出力增加25MW； （2）3号机组出力增加50MW， 试求对应的频率变化增量和各发电机输出功率。

6、解：系统单位调节功率与例44相同 KS = KD + KG = 300MW/Hz （1）3号机组出力增加25MW发电机出力的变化：2号发电机3号发电机1号发电机（2）3号机组出力增加50MW发电机出力的变化：1号发电机2号发电机3号发电机 上述分析说明，二次调整时系统的负荷增量基本上是由主调频机组(厂)承担，如果一台主调频机组(或一个主调频厂)不足以承担系统负荷的变化时，必须增选一些机组(或电厂)参加二次调整。这时二次调频总的增发功率为各调频机组(或调频厂)增发功率之和。结果可做到无差调节。 有功负荷的最优分配4.4 各类发电厂的合理组合 有功功率最优分配的主要内容： 有功功率电源的最优组合：

7、系统中发电 设备或发电厂的合理组合； 有功功率负荷的最优分配：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。 1. 火力发电厂的主要特点火力发电设备投入运行时要支付燃料费用，非矿口电厂燃料需要远距离运输。 火力发电厂的锅炉和汽轮机都有一个技术最小负荷，其有功出力调节范围受技术最小负荷的限制。火力发电设备效率与蒸汽参数有关，高温高压设备效率高，中温中压设备次之，低温低压设备效率最低。 火力发电厂锅炉和汽轮机的退出、再投入或承担急剧变化的负荷，不仅要耗费能量，而且花费时间长，又易于损坏设备。 带有热负荷的热电厂，由于抽汽供热，总效率高于一般的凝汽式火电厂，但是与热负荷相应的

8、输出功率是不可调节的强迫功率。2. 水力发电厂的主要特点一次投资大，运行费用低，调节能力取决于电厂类型（有无水库等）；水电厂的水轮机也有一个技术最小负荷，一般水轮发电机出力调整范围宽，达50%以上。 水电厂的机组退出、再投入或承担急剧变动的负荷时，不需耗费很多能量，也不需花费很多时间，操作简单，速度快。 水电厂水头过低时，发电机组的可发功率要降低，达不到额定容量的出力。 水电厂可以进行抽水蓄能的机组 ；为综合利用水能，保证河流下游的灌溉、通航、水电厂必须向下游释放一定水量，在释放这部分水量的同时发出的功率即是强迫功率。3. 原子能发电厂的主要特点原子能发电厂反应堆的负荷基本上没有限制，因此，其技术最小负荷主要取决于汽轮机，约为额定负荷的10%-15%。 原子能发电厂的反应堆和汽轮机在退出、再投入或承担急剧变动负荷时，也要耗费能量、花费时间，且易于损坏设备。 原子能发电