有功功率平衡和频率的关系

电力系统有功功率平衡、有功功率的最优分布本节知识概要内容：1、电力系统有功功率平衡。2、电力系统备用容量。重点：有功功率与频率的关系。电力系统中的有功功率平衡一、有功功率平衡与频率的关系。1、电力系统频率变化带来的影响。（1）对用户的影响。（3）电子设备工作不正常。

（2）低频下异步电机功率转速下降，转矩下降。

（1）异步电机转速：

电力系统中的有功功率平衡（2）对发电厂和电力系统的影响。123

（1）对发电厂厂用机械设备运行产生影响。

（2）对汽轮机叶片产生影响。

（3）对系统经济运行产生影响。电力系统中的有功功率平衡2、电力系统的频率偏差。

《供用电营业规则》中规定，供电局供电频率的允许偏差为：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2Hz，电网容量在300万千瓦以下者为±0.5Hz。GB/T15945-1995中规定了电力系统正常运行时频率的偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，频率允许偏差值可放宽到±0.5Hz。

实际运行中，我国各跨省电力系统频率都保持在±0.1Hz的范围内。电力系统中的有功功率平衡3、有功平衡与频率变化的关系。发电机组的有功平衡：发电机的电磁功率PGi与原动机的机械功率PTi之间的平衡。负荷变化破坏电力系统的有功率平衡关系。

发电机组的有功平衡与频率的关系:

电力系统中的有功功率平衡

n不变

电力系统中的有功功率平衡二、有功功率负荷的变动及其调整控制。1、有功负荷的变化规律。第一种负荷变动：第二种负荷变动:第三种负荷变动：变化周期很短，变动幅度很小。变化周期较长，变动幅度较大。

变化缓慢，变动幅度大。（偶然性）（冲击性）（周期性）电力系统中的有功功率平衡2、有功负荷变化与电力系统频率调整的关系。第一种负荷变动引起频率的三次调整——系统有功功率的经济分配。一次调频——由发电机组的调速器自动进行。第二种负荷变动第三种负荷变动引起频率的二次调整——人工调整发电机的调频器。在电力系统规划设计和运行时，均应设置备用容量。备用容量一般约占最大发电负荷的15％～25％。1、有功功率平衡:ΣPG=ΣPL+ΔPΣ2、备用容量。总装机容量：电力系统中的所有发电机的额定容量之和。可供调度的电源容量：系统中可投入发电的功率之和。系统的备用容量：系统中可供调度的电源容量大于发电负荷的部分。电力系统中的有功功率平衡三、电力系统有功功率平衡及备用。电力系统中的有功功率平衡为了保证可靠供电和良好的电能质量，系统电源容量必须大于发电负荷。备用容量按存在形式分类：1）热备用(旋转备用)：运转中的发电设备可能发的最大功率与系统发电负荷之差。2）冷备用：未运转的发电设备可能发的最大功率。检修中的发电设备不属冷备用。发电设备从“冷状态”至投入系统发出额定功率所需时间几分钟（水电常）或十余小时（火电厂）。热备用越多，越有利于保证电能质量和供电可靠性，但经济性不好。电力系统中的有功功率平衡备用容量按用途分类：负荷备用—针对一类、二类负荷波动和预测外负荷设置（2%~5%）。事故备用—针对事故导致发电设备退出设置（5%~10%，且不小于系统最大一台机组的额定容量）。检修备用—针对发电设备检修退出运行设置（视情况）。国民经济备用—针对国民经济的超计划增长设置（3%~5%）。1234电力系统中的有功功率平衡发电负荷负荷备用（热备用）运行机组可发容量（热备用）（冷备用）（冷备用）（冷备用）检修备用国名经济备用事故备用可运行机组的可发容量电力系统中有功功率的最优分配电力系统有功功率的最优分配属于频率三次调整的内容。1、有功电源的最优组合——系统中发电机组的合理组合。即机组的最优启停调度（日调度问题）。主要涉及冷、热备用容量的合理分布问题。2、有功负荷的最优分配——有功负荷在运行中的发电机组之间的合理分配。即负荷的经济调度或者最优潮流问题。主要涉及热备用容量的合理分布问题。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。1、各类发电厂的运行特点（参考教材自学）。火力发电厂水力发电厂核电站电力系统中有功功率的最优分配

（1）核电站：持续承担额定容量的负荷，即带稳定负荷。

（2）水电厂：无调节水库水电厂的全部功率和有调节水库水电厂的强迫功率应首先投入，有调节水库水电厂的可调功率洪水季节先投入，枯水季节后投入。