第5章　电力系统的有功功率和频率调整

第5章电力系统的有功功率和频率调整5.1电力系统频率调整

5.2电力系统中有功功率负荷的优化和分配5.1电力系统频率调整5.1.1频率调整的必要性

5.1.2频率调整的措施5.1.1频率调整的必要性1.有功负荷和频率变化的关系

2.有功功率负荷的变动及调整

3.有功功率电源和备用容量1.有功负荷和频率变化的关系1)大多数工业用户使用异步电动机，电动机的转速与系统频率有关。

2)系统频率降低，将使电动机的功率降低。

3)发电厂的厂用机械(泵与风机)是使用异步电动机带动的。

4)系统频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流将大为增加，引起了系统无功功率的增加，其结果是引起电压的降低。1.有功负荷和频率变化的关系图5-1转矩平衡2.有功功率负荷的变动及调整图5-2有功功率负荷的变动3.有功功率电源和备用容量1)负荷备用：为满足系统中短时的负荷波动和一日中计划外的负荷增加，而在系统中留有的备用容量，称为负荷备用。

2)事故备用：为防止系统中某些发电设备发生偶然事故影响供电，而在系统中留有的备用容量，称为事故备用。

3)检修备用：为保证系统的发电设备进行定期检修时不至影响供电，而在系统中留有的备用容量，称为检修备用。

4)国民经济备用：考虑到工业用户超计划生产、新用户的出现等而设置的备用。5.1.2频率调整的措施1.发电机组的频率特性

2.频率的一次调整

3.频率的二次调整

4.调频厂的选择1.发电机组的频率特性(1)自动调速系统

(2)电源的有功功率静态频率特性(1)自动调速系统1)调速器的工作原理：电力系统在某种正常运行方式下运行时，发电机以同步转速运行，汽轮机的汽门开度或水轮机的水门开度一定，原动机的机械功率PT一定，发电机的电磁功率PE等于原动机的机械功率PT。

2)调频器的工作原理：二次调整是借调频器Ⅳ完成的，调频器转动蜗杆蜗轮，将D点抬高，杠杆DE的F点不动，E点下降，使错油门活塞再次向下移动，开启小孔。图5-3离心飞摆式调速系统

Ⅰ—测速元件Ⅱ—错油门Ⅲ—油动机Ⅳ—调频器

1—飞摆2—弹簧(2)电源的有功功率静态频率特性图5-4未配置自动调速系统时

原动机的静态频率特性(2)电源的有功功率静态频率特性图5-5有一次调整时原动机的

静态频率特性(2)电源的有功功率静态频率特性图5-6有二次调整时原动机的静态频率特性

a)调频器的作用(无差调节)b)有调频器时的静态频率特性(有差调节)2.频率的一次调整图5-7频率的一次调整

a)简化电力系统b)电源的静态频率特性c)负荷的静态频率特性d)综合频率特性2.频率的一次调整图5-8频率的二次调整3.频率的二次调整图5-9两个系统联合4.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。5.2电力系统中有功功率负荷的优化和分配1)火力发电厂：在运行中需要消耗燃料，并要占用国家的运输能力，它的运行不受自然条件的影响；设备的效率与蒸汽参数有关，高温高压设备的效率高，其次是中温中压设备，效率最低的是低温低压设备；锅炉和汽轮机都有一个最小技术负荷，因此有功出力的调整范围比较小；负荷的增减速度慢，机组的投入和退出所需时间长，且消耗能量多。

2)水力发电厂：在运行中不需消耗燃料，因此，其发电成本比火力发电厂大为降低；运行因水库调节性能的不同，容易受自然条件的影响；水轮发电机的出力调整范围较宽，负荷增减速度相当快，机组的投入和退出灵活，操作简便安全；为综合利用水能，保证河流下游的灌溉、通航等，必须向下游释放一定水量，与这部分水量相对应的发电功率也是强迫功率，它不一定能同系统负荷的需要相一致，因此只有在火力发电厂的适当配合下，才能充分发挥水力发电厂的经济效益。5.2电力系统中有功功率负荷的优化和分配3)核能发电厂：与火力发电厂相比，一次投资大，运行费用小，运行中不宜带急剧变动的负荷；反应堆和汽轮机组的退出和投入运行都很费时，且要增加能量的消耗；其最小负荷主要取决于汽轮机，约为额定负荷的10％~15％。

5.2.1发电机组的耗量特性和耗量微增率

5.2.2等耗量微增率准则5.2.1发电机组的耗量特性和耗量微增率图5-10耗量特性曲线5.2.1发电机组的耗量特性和耗量微增率图5-11耗量微增率曲线5.2.2等耗量微增率准则解两台发电设备的耗量微增率分别为

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