华南理工大学电力系统分析复习资料

华南理工大学电力学院荆朝霞

电力系统分析第九章

电力系统的负荷第九章电力系统的负荷9.1负荷的组成9.2负荷曲线9.3负荷特性与负荷模型9.1负荷的组成负荷的概念负荷与用电量负荷的类型用电设备用户类型用电/供电/发电负荷综合用电负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和供电负荷：电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损耗。发电负荷：电力系统的供电负荷再加上发电厂厂用电消耗的功率。用电负荷、供电负荷与发电负荷第九章电力系统的负荷9.1负荷的组成9.2负荷曲线9.3负荷特性与负荷模型日负荷曲线的相关参数Pmax

峰荷Pmin

谷荷Wd耗电量Pav

平均负荷km负荷率km=Pav/Pmaxα

最小负荷系数α=Pmin/PmaxPminPmaxPavWd年最大负荷曲线一年内每月（每日）最大有功功率负荷变化情况X：月或日；Y：最大P作用安排发电设备的检修计划A：检修机组容量和检修时间乘积为制定发电机组或发电厂扩建或新建计划提供依据B：系统新装机组容量年持续负荷曲线按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列绘制而成作用安排发电计划可靠性估算最大负荷利用小时数定义：如果负荷始终等于最大负荷值，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年的耗电量，则称Tmax为最大负荷利用小时数Tmax=W/PmaxW：全年总耗电量如果已知Pav，如何计算Tmax？根据用户的性质，就可以选择适当的Tmax值，从而近似地估算出用户的全年耗电量。最大负荷利用小时数第九章电力系统的负荷9.1负荷的组成9.2负荷曲线9.3负荷特性与负荷模型负荷特性反映负荷的功率随运行参数（电压和频率）变化而变化的变化规律的曲线或数学表达式负荷功率如何随电压和频率变化动态特性DynamicCharacteristics静态特性StaticCharacteristics负荷特性动态特性DynamicCharacteristics：反映电压和频率急剧变化时负荷功率随时间的变化。静态特性StaticCharacteristics：稳态下负荷功率与电压和频率的关系。负荷特性（中小工业负荷）负荷的电压静态特性：当频率维持额定值不变时，负荷功率与电压的关系。负荷特性（中小工业负荷）负荷的频率静态特性：当负荷端电压维持额定值不变时，负荷功率与频率的关系。第十章

电力传输的基本概念ConceptsofPowerTransmission第十章电力传输的基本概念10.1网络元件的电压降落和功率损耗10.2输电线路的功率特性10.3沿长线的功率传送10.4单端供电系统的功率特性电力系统分析（下）电压降落与功率损耗已知：元件参数：R、X，以及流过元件的电流

10-1网络元件的电压降落和功率损耗求：元件上的电压降落（相量差）与功率损耗

电压降落功率损耗RjX将电压损耗和功率损耗用功率和电压表示？（电力网分析中，习惯用功率进行运算）电压降落10-1网络元件的电压降落和功率损耗RjXΔV2纵分量δV2横分量δV1ΔV1ΔV1≠ΔV2δV1≠δ

V2版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用电压损耗、电压偏移电压损耗：两点间电压的数值差电压偏移：任意点实际电压与其额定电压之差10-1网络元件的电压降落和功率损耗cos5˚=0.9962，cos10˚=0.9848ΔV2δV2δV1ΔV1版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用ConclusionsaboutVoltageDifference在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送Q而产生，电压降落的横分量因传送P产生。元件两端存在电压幅值差是传送Q的条件，存在电压相角差则是传送P的条件。感性无功将从电压较高的一端流向电压较低的一端，有功则从电压相位越前的一端流向电压相位落后的一端。10-1网络元件的电压降落和功率损耗网络元件的功率损耗PowerLosses版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用电流通过元件（线路、变压器）的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压施加于元件的对地等值导纳时产生的损耗。Definition10-1网络元件的电压降落和功率损耗Resistance电阻Reactance电抗Impedance阻抗Admittance导纳Conductance电导Susceptance电纳Inductance电感Capacitance电容版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用PowerLossesonaline10-1网络元件的电压降落和功率损耗版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用PowerLossesonaline10-1网络元件的电压降落和功率损耗版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用PowerLossesonaTransformer10-1网络元件的电压降落和功率损耗可见在额定条件下，变压器电抗中损耗的无功就等于短路电压标么值×SN;电纳中损耗的无功则等于空载电流标么值×SN。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用AboutPowerLosses对于110kV以下的电力网，在简化计算中常略去线路的充电功率。对于35kV以下的电力网，在简化计算中常略去变压器的励磁功率。线路的输电效率：线路末端输出的有功功率P2与首端输入的有功功率P1之比10-1网络元件的电压降落和功率损耗10-2输电线路的功率特性了解，本节不做过多要求版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用输电线路的两端口网络方程10-2输电线路的功率特性功率10-23两式是圆的方程，唯一变量为线路两端电压相角差δ两个圆心矢量方向相反，大小与两端电压平方成正比两圆半径相等，当δ由0增大时，一个反时针旋转，一个顺时针旋转输电线的功率圆图PjQξ1ξ2ρ输电线的功率圆图δ=0º，θB=85ºPjQξ1ξ2P1>0；Q1<0P2<0；Q2>0两端向线路输送有功两端从系统吸收感性无功输电线的功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658552708035300506533020P1>0；Q1<0P2<0；Q2>0两端向线路输送有功两端从系统吸收感性无功输电线的功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658552708035300506533020P1>0；Q1<0P2>0；Q2>0首段向末端输送有功两端从系统吸收感性无功输电线的功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658552708035300506533020P1>0；Q1<0P2>0；Q2>0首段向末端输送有功两端从系统吸收感性无功输电线的功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658552708035300506533020P1>0；Q1>0P2>0；Q2<0首段向末端输送有功两端向线路提供感性无功输电线的功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ20265855270803530050653302090355-5P1>0；Q1>0P2>0；Q2<0首段向末端输送有功两端向线路提供感性无功输电线的功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ20265855270803530050653302090355-5首段圆逆时针旋转首段圆顺时针旋转功率最大值—P2PjQξ1ξ2δρ1ρ20265855270803530050653302090355-5853500P1>0；Q1>0P2>0；Q2<0首段向末端输送有功两端向线路提供感性无功功率最大值—P1PjQξ1ξ2δρ1ρ20265855270803530050653302085350090355-595360-10P1>0；Q1>0P2>0；Q2<0首段向末端输送有功两端向线路提供感性无功功率最大值—P1PjQξ1ξ2δρ1ρ20265855270803530050653302085350090355-595360-10P1>0；Q1>0P2>0；Q2<0首段向末端输送有功两端向线路提供感性无功首段最大有功功率末段最大有功功率功率极限约与线路的额定电压的平方成正比功率功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658585350090355-595360-10P1>0；Q1>0P2>0；Q2<0首段向末端输送有功两端向线路提供感性无功14045-55功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658585350090355-595360-10P1>0；Q1>0P2=0；Q2<0首段功率全部由线路消耗两端向线路提供感性无功14045-5516974-84功率圆图PjQξ1ξ2δρ1ρ202658585350090355-595360-10P1>0；Q1>0P2=0；Q2<0首段功率全部由线路消耗两端向线路提供感性无功14045-5516974-8418287-9710-3沿长线的功率传送版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用10-3沿长线的功率传送长线长度超过300km的架空线路超过l00km的电缆线路输电线路的方程式İ1(g0

＋jb0)dx(r0+jx0)dx(g0

＋jb0)dx2-7长线的等值电路dxxlİ+dİİİ2V.V1.V2.V+d.V.二阶常系数齐次微分方程通解线路的传播常数，(0～90°)线路的波阻抗(特征阻抗)仅与线路的参数和频率有关的物理量V/IDistributionalongalongline版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用入射波反射波传播常数波阻抗行波的衰减常数相位常数10-3沿长线的功率传送振幅衰减是由于线路上的功率损失引起的，相位变动主要是由于线路上存在电容和电感版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用Definition波长：行波的相位相差为2π的两点间的距离相位速度：行波的传播速度在架空线路上相位速度接近于光速，即vw≈300000km/s。当f=50H时,λ≈6000km。行波在电缆中的传播速度较小，一般只有光速的1/4左右。10-3沿长线的功率传送使线路工作在无反射波状态的负荷称为匹配负荷。由入射波输送到线路末端的功率将完全为负荷所吸收。这时负荷阻抗所消耗的功率便称为自然功率（波阻抗功率）。输电线路的自然功率版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用10-3沿长线的功率传送Definition版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用波阻抗功率SurgeImpedanceLoading当线路发出无功恰好等于其消耗无功时的传输功率。此时有V2b0=I2x0因此波阻抗：10-3沿长线的功率传送传送自然功率时：线路本身不需要从系统吸取或提供无功功率。沿线各点电压和电流幅值能保持不变。沿线各点电压和电流相位一致。！版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用ConclusionsaboutNaturalLoading高压架空线的波阻抗略呈电容性，自然功率亦然。提高输电额定电压和减小波阻抗可以提高自然功率。采用分裂导线可减小线路电感增大线路电容，是减小波阻抗的有效办法。缩小相间距离也可减小线路电感、增加线路电容。10-3沿长线的功率传送10-4单端供电系统的功率特性发电机和输电线路的总阻抗记为zs=|zs|∠θ，负荷的等值阻抗记为zLD=|zLD|∠φ

版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用10-4单端供电系统的功率特性首端接电源，受端只接负荷。单端供电系统版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用10-4单端供电系统的功率特性PowerCharacteristicsI=V/|zLD|

系统进到负荷点的功率为

当|zs/zLD|=l时,受端功率达到最大

版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用本章小结1必须掌握用功率表示的电压降落公式的导出和应用条件。要掌握电压降落，电压损耗和电压偏移这三个常用的概念。在元件的电抗比电阻大得多的高压电网中，感性无功功率从电压高的一端流向电压低的一端，有功功率则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端，这是交流电网传输的基本规律。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用本章小结2波阻抗决定线路传送功率的能力，传播常数说明行波（电压或电流）沿线衰减和相位变化的特性。单端供电系统中，负荷节点从空载开始，随着负荷等值阻抗的减小，受端功率先增后减，而电压则始终单调下降，这是单端供电网络固有传输功率传输特性。第十一章电力系统的潮流计算

LoadFlowComputationofPowerSystem简单系统潮流计算的方法复杂系统潮流计算的方法11-1开式网络的电压和功率分布计算Voltage&PowerDistributionCalculationofOpenNetwork11.1.2已知末端功率和首端电压迭代计算假定末端为额定电压，按11.1.1的方法求得始端功率及全网功率分布用求得的始端功率和已知的始端电压，计算线路末端电压和全网功率分布用第二步求得的末端的电压重复第一步计算精度判断：如果个线路功率与前一次计算相差小于允许误差，则停止计算，反之，返回第2步重新计算从首端开始计算线路各点电压两级电压开式电力网的计算按原线路进行计算，碰到理想变压器则进行折算功率不变两侧电压比等于实际变比线路参数折算到一侧进行计算，计算完后再折算回去变压器用π型等值电路11-2简单闭式网络的功率分布计算PowerDistributionCalculationofSingleCloseNetwork版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用简单闭式网络

——两端供电网络和简单环形网络11-2简单闭式网络的功率分布计算循环功率简单闭式网络——两端供电网络和简单环形网络循环功率：与负荷无关。在网络中负荷切除的情况下，由两个供电点的电压差和网络参数确定相电压->相功率线电压->三相功率11-2简单闭式网络的功率分布计算功率分点功率分点：点网络中功率由两个方向流入的节点称为功率分点11-2简单闭式网络的功率分布计算有功功率和无功功率的分点比在同一点吗？有功功率分点：无功功率分点：可以将网络在功率分点分开，成为两个开式网如有功、无功功率不一致，在电压较低点分开均一网均一网：各段线路的电抗和电阻的比值都相等的网络假定供电点的电压相等11-2简单闭式网络的功率分布计算通用计算公式均一网中有功功率和无功功率的分布无关。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用环网中的经济分布11-2简单闭式网络的功率分布计算定义：当功率在环形网络中与电阻成反比分布时，功率损耗最小。这种功率分布称为经济分布。在均一网中，自然分布与经济分布一致。可在电网中增加环路电势改善功率分布。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用11-2简单闭式网络的功率分布计算变压器的实际功率分布是由变压器变比相等且供给实际负荷时的功率分布，与不计负荷仅因变比不同而引起的循环功率叠加而成。含变压器的简单环网的功率分布环路电势

CyclePower两台变压器并联运行时的功率分布循环功率只是在变压器的变比不匹配的情况下才会出现。如果环网中原来的功率分布在技术上或经济上不太合理时，可通过调整变压器的变比，产生某一指定方向的循环功率来改善功率分布。11-3复杂电力系统潮流计算的数学模型MathematicalModelofLoadFlowComputationforcomplicatedPowerSystems节点的分类版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用11-3复杂电力系统潮流计算的数学模型?SlakeBus

平衡节点潮流分布算出前，网络中的功率损耗未知，因此网络中至少有一个节点的有功功率不能给定——平衡节点需选定一个节点，指定其电压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考——基准节点，其电压幅值也给定。平衡节点和基准节点通常选为同一个节点——平衡节点。潮流方程变量的确定总共2n个方程每个节点4个变量P，Q，V，δ(或P，Q，e,f)

节点电压用极坐标或直角坐标表示定解条件：每个节点有两个变量给定PQ节点：P和Q给定，V、δ待求——较多PV节点：P和V给定，Q，δ待求——较少平衡节点：V和δ(e和f)给定；P、Q待求——全网一个11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算Newton-RafsonMethodofLoadFlowComputationN-R法的几何解释版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算yy=f(x)y(k)x(k+1)

x(k)

xΔx(k)x(k+1)=x(k)-f(x(k))/f'(x(k))牛顿－拉夫逊法基本原理求解f(x)=0迭代求解第2步迭代第1步迭代x(0)x(1)x(2)Δx(0)y(0)牛顿－拉夫逊法求解基本过程设置初始点x0

k=0计算f(xk)f(xk)<ε,结束。否则继续求f(x)在xk处的一阶偏导数f‘(x(k))求Δx(k)=-f(x(k))/f‘(x(k))求x(k＋1)=x(k)+

Δx(k)

k=k+1返回第3步牛顿－拉夫逊法求解多维非线性方程设置初始点X0,计算F(X0)

k=0计算F(Xk)||F(Xk)||<ε,结束。否则继续求F(X)在Xk处的雅克比矩阵J(k)求ΔX

(k)

：-J(k)

ΔX

(k)=F(X(k))求X

(k＋1)=X

(k)+

Xx(k)

k=k+1返回第3步版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用JaccobiMatrix11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算雅可比矩阵是n*n阶方阵，其第i、j个元素Jij＝əFi/əxj是第i个函数Fi（x1,x2,…,xn）对第j个变量xj

的偏导数；上角标（k）表示J阵的每一个元素都在点(x1(k),x2(k),…，

xn(k))处取值。

N-R法的特点版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算逐步线性化，要求初始解要比较接近真实解，否则可能不收敛。导数项为雅可比矩阵。反复形成并求解修正方程式。当初值和精确解接近时，收敛速度快(平方收敛特性)，迭代次数与电网规模基本无关。具有良好的收敛可靠性。占用内存量及每次迭代耗时较高斯法多。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用CharacteristicofJaccobiMatrix11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算数值变化：各元素都是节点电压的函数，其数值将在迭代过程中不断地改变。

高度稀疏：雅可比矩阵的子块Jij中的元素的表达式只用到导纳矩阵中的对应元素Yij。若Yij=0，则必有Jij=0。

非对称：元素或子块都不具有对称性

。

版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用潮流计算的基本步骤11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算形成节点导纳矩阵。设定节点电压的初值ei(0)和fi(0),迭代次数k=0。将各节点电压近似值代入求得修正方程式中的不平衡量ΔWi(k)。若未收敛，将各节点电压近似值代入求雅可比矩阵的各元素。解修正方程式，求得各电压增量Δei

(k)和Δfi

(k)

。计算各节点电压的新值，k=k+1。返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用FlowChart11-4牛顿－拉夫逊法潮流计算牛顿－拉夫逊法求解潮流方程方程fX方程数J方程数直角坐标PQ节点ΔP、ΔQe、f2P59(11-49/50)2(n-1)PV节点ΔP、ΔVe、f2极坐标PQ节点ΔP、ΔQV、δ2P65(11-62/63)n-1+mPV节点ΔPV111-5P-Q分解法潮流计算P-QDecoupledMethodofLoadFlowComputation版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用FirstSimplification11-5P-Q分解法潮流计算有功功率电压相位角无功功率电压幅值即将原来n-1+m阶的方程组化为一个n-1阶和一个m阶的小方程组版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用SecondSimplification01Gij<<Bij自导纳Yii等于在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时经节点i注入网络的电流。x>>r时Bii

Yii

。从而Vi2Bii表示除节点i外其他节点全部接地时经节点i注入网络的短路无功，其值将远大于正常注入无功Qi0n-1阶m阶11-5P-Q分解法潮流计算版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用AmendatoryEquationn-1阶m阶11-5P-Q分解法潮流计算版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用P-Q分解法的特点将原来n+m-1阶的方程组化为一个n-1阶和一个m阶的小方程组，显著节省了内存量和求解时间。以迭代过程中保持不变的对称系数矩阵B'、B"代替变化的非对称系数矩阵J，显著减少计算量，提高计算速度。精度不受简化的影响，但是相同精度要求下迭代次数比牛拉法多。11-5P-Q分解法潮流计算第十二章电力系统的无功功率平衡和电压调整

ReactivePowerBalanceandVoltageRegulation电力系统的无功功率平衡电力系统电压调整的措施12-1电力系统的无功功率平衡ReactivePowerBalanceofPowerSystems无功功率负荷——异步电动机励磁功率与电压平方成正比功率不变，漏抗无功损耗随电压降低而增加VQO异步电动机的无功功率与端电压的关系ß=0.8ß=0.6ß=0.31.0ß：受载系数，电动机的实际负荷同额定负荷之比在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的升降而增减变压器的无功损耗版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-1电力系统的无功功率平衡ExcitationPowerReactivePowerLoss励磁功率与电压平方成正比功率不变，漏抗无功损耗与电压平方成反比输电线路的无功损耗版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-1电力系统的无功功率平衡CanbeLoadorPower!输电线路的无功损耗串联电抗无功损耗与电流平方成正比，传输功率恒定下与电压平方成反比电容充电功率与电压平方成正比。35kv以下架空线：消耗无功110kv以上架空线：传输功率大：消耗无功传输功率小：无功电源无功功率电源发电机Generator同步调相机Condenser并联电容器ShuntCapacitor静止无功补偿器StaticVarCompensator,SVC静止无功发生器StaticVarGenerator,SVG版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-1电力系统的无功功率平衡中枢点的定义电力系统中重要的电压支撑点电力系统中负荷点数目众多又很分散，有必要选择一些有代表性的负荷点这些点的电压质量符合要求，其它各点的电压质量也能基本满足要求中枢点的选择区域性水、火电厂的高压母线枢纽变电所的二次母线有大量地方负荷的发电机电压母线中枢点设置数量不少于全网220KV及以上电压等级变电所总数的7％12－2电压调整的基本概念

中枢点的电压管理版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-2电压调整的基本概念逆调压：在大负荷时升高电压(1.05UN)，小负荷时降低电压(UN)。顺调压：大负荷时允许电压稍低(>1.025UN)；小负荷时允许稍高(<1.075UN)。常调压：保持为大约恒定的数值1.02~1.05UN。中枢点的调压方式要求高，难以实现供电距离近，负荷变动不大版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用电压调整的基本原理12-2电压调整的基本概念版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用电压调整的基本措施调节励磁电流以改变发电机端电压VG适当选择变压器的变比改变线路的参数改变无功功率的分布12-2电压调整的基本概念12-3电压调整的措施ReactivePowerBalanceofPowerSystems电压调整的措施发电机调压改变变压器变比调压利用无功功率补偿调压版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施发电机调压发电机端电压由励磁调节器控制，可以根据运行情况调节励磁电流来改变其机端电压。端电压Vg↑(↓)则无功出力Qg↑(↓)，因而其调压能力受其无功功率极限限制。小型电力网调压宜采用发电机节点逆调压。大型电力系统中发电机调压仅是辅助性手段。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施改变变压器变比调压普通变压器（无载调压变压器）有载调压变压器ULTCUnder-Load-Tap-ChangeTransformer版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施降压变压器分接头的选择变压器变比:k=V1t/V2N版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施VoltageLoss高压绕组分接头电压低压绕组额定电压普通的双卷变的分接头选择版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施UnderMax.LoadsUnderMin.Loads高压绕组分接头电压平均值根据V1t.av值可选择一个与它最接近的分接头。然后根据所选取的分接头校验最大负荷和最小负荷时低压母线上的实际电压是否符合要求。升压变压器分接头的选择版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施降压变升压变V2为低压侧电压；V1为高压侧电压。

参数折算到高压侧利用无功功率补偿调压版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施补偿前

补偿后

线路串联电容补偿调压版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用12-3电压调整的措施补偿前

补偿后

12-4调压措施的应用ApplicationofVoltageRegulationMeasure版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用系统拥有的无功功率电源必须满足在正常电压水平下的无功功率要求。利用发电机调压不需要增加费用。但是调压时发电机的无功出力不应超过允许限值。当系统无功功率供应比较充裕时，各变电所的调压问题可通过选择变压器的档位来解决。调压措施的合理应用12-4调压措施的应用版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用续12-4调压措施的应用系统无功不足时不宜采用调整变压器分接头的办法来提高电压！并联电容器补偿既可提高电压，又可降低系统网损。串联电容器补偿较少使用。通常电力系统需要结合多种方式进行调压。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用本章小结系统的运行电压水平同无功平衡密切相关。无功就地平衡可以改善电压质量和减少网损。电压质量问题可以分地区解决。主要手段包括：发电机端电压调节、变压器档位调节、并联无功补偿和串联无功补偿等。电压和无功控制应以实现电力系统的安全、优质和经济运行为目标。12-4调压措施的应用第十三章电力系统的有功功率平衡和频率调整

ActivePowerBalanceandFrequencyRegulation频率调整的必要性电力系统的频率特性电力系统的频率调整13-1频率调整的必要性NecessityofFrequencyRegulation电力系统负荷变化分类第一种：幅度小，周期短（<10s）第二种：幅度较大，周期较长（10s~3min）第三种：变化缓慢的持续变动负荷版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-1频率调整的必要性一次调整调速器二次调整调频器调度安排13-2电力系统的频率特性FrequencyCharacteristicsofPowerSystems有功功率和频率1、基本概念电力系统的频率由发电机的转速决定，相联系统只有一个频率，是一个全局问题，与电压不同。

负荷的静态频率特性（f≈fN

）版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性频率调节效应KD为负荷的频率调节效应系数，或简称负荷的频率调节效应。频率变化1%，负荷有功功率变化(1-3)%频率偏离额定值不大时，可用直线近似表示调速器版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性转速测量元件错油门油动机调速器同步器负荷发电机的POUT原动机的转速调速器汽门的开度原动机的PIN调速器的功频静态特性当调速器的调节过程结束，建立新的稳态时，发电机的有功出力同频率之间的关系版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性Definition机组的静态调差系数δ=-(fN-f0)/PGN

δ*=(f0-

fN)/fN

δ=-Δf/ΔP（Hz/MW）调差率,表明某台机组负荷改变时相应的转速（频率）偏移。发电机组功频静特性系数（单位调节功率）频率发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性DefinitionKG=1/δ=-ΔPG/Δf

（MW/Hz）KG*=1/δ*=KG

fN/PGN

发电机组的调差系数或相应的单位调节功率是可以整定的。电力系统的P－f静态特性版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性f

P

0

PD(f)

AP1f1ΔPD0P'D(f)

PG(f)

Bf2P2Δf

ΔPG

ΔPD

负荷功率的实际增量ΔPD0+ΔPD=ΔPG

ΔPD0=ΔPG-ΔPD=-(KG+KD)Δf=-KΔf

系统的功频静特性系数一方面，负荷增加，频率下降，发电机按有差调节特性增加输出，另一方面，负荷去用的功率也因f下降而减小。系统的功频静特性系数K=KG+KD=-ΔPD0/Δf

K*=

krKG*+KD*=-ΔPD0*/Δf*kr=PGN/PDN表示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频率单位变化的负荷变化量。K↑，负荷增减引起的频率变化↓，频率也就越稳定。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性13-3电力系统的频率调整FrequencyRegulationofPowerSystems版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用等值机13-3电力系统的频率调整在计算KG或δ时，如第j台机组已满载运行，当负荷增加时应取KGj＝0或δj=∞

。等值调差系数等值单位调节功率例13-2版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-3电力系统的频率调整已知：50%机组容量已完全利用；25%是火电厂，有10%备用容量，KG*=16.6；25%是水电厂，有20%备用容量，KG*=25；系统负荷KD*=1.5。求系统单位调节功率K*；求负荷功率增加5%时的稳态频率；求频率允许降低0.2Hz时系统能够承受的负荷增量。例13-2解版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-3电力系统的频率调整设额定总发电容量PGN*=1，计算KG*和PD*。计算备用系数kr=PGN/PDN后可得K*=

krKG*+KD*。计算负荷功率增加5%时的稳态频率：f=(1+Δf*)fN

=(1-ΔP*/K*)fN计算频率允许降低0.2Hz时系统能够承受的负荷增量:ΔP*=-K*Δf*同步器——二次调频版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性调速器同步器频率的二次调整过程版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性f

P

0

PD(f)

AP1f1ΔPD0P'D(f)

PG(f)

Bf2Δf

ΔPG

-KDΔf负荷功率的初始增量ΔPD0=ΔPG-KGΔf-KDΔf

ΔPD0-ΔPG=-(KG+KD)Δf=-KΔf

系统的单位调节功率P'G(f)

B'f'2-KGΔf版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用Conclusion13-3电力系统的频率调整二次调频并不能改变系统的单位调节功率，但能减小系统频率的偏移。二次调频可以实现无差调节，一次调频肯定是有差调节。二次调频实现频率无差调节的前提是系统具有充足的备用容量。系统调频版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-2电力系统的频率特性负荷变化时通常首先由主调频电厂进行二次调频力图恢复系统频率。若仍有功率缺额则由配置了调速器的机组进行一次调频。互联系统的频率调整AB两系统都进行二次调整，若两系统的功率缺额同其单位调节功率成比例，则联络线上的功率增量为零。若B不进行调整版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用电厂按调频能力分类13-3电力系统的频率调整主调频厂：负责全系统的频率调整。辅助调频厂：在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参与频率调整。非调频厂：按预先给定的负荷曲线发电。版权所有者：张勇军未经书面允许，他人不得使用13-3电力系统的频率调整在额定参数（电压与频率）附近运行时，电压变化对有功平衡的影响和频率变化对无功平衡的影响都是次要的。调频涉及整个系统；而无功功率平衡和电压调整则有可能按地区解决。当线路有功潮流不超出允许范围时，有功电源的任意分布不会妨碍频率的调整；而无功平衡和调压则有赖于无功电源的合理分布。Notes13.5电力系统有功功率平衡及负荷的合理分配为满足预计外的负荷需求和负荷变化，需要以下几种备用：负荷备用：为满足负