第5次课-电力频率一次调整

电力系统自动控制技术第5次——电力频率一次调整2026/8/302上次课内容自动励磁调节系统的原理和基本构成理解闭环反馈控制系统熟记基本原理框图自动励磁调节系统主要环节及功能4大环节名称及功能励磁调节器的辅助控制类别及含义励磁调节器的静态工作特性及发电机外特性励磁调节器的静态工作特性含义及影响因素发电机外特性典型曲线及调整2026/8/303本次课内容理解电力系统频率控制体系理解频率的含义和调频的原因频率调整技术体系负荷和发电机静态功率-频率特性负荷调节效应发电机调速器及频率-有功外特性电力系统一次调频过程调频过程分析调频过程计算2026/8/3041电力系统频率控制体系电力系统状态指标电力系统控制本质是有功平衡功率和无功功率平衡的控制有功调节：频率控制无功调节：电压控制有功功率调整与频率控制手段：有功调节（发电机出力调整，负荷控制）目的（指标）：频率稳定在规定范围特点：全网稳态频率相等；（动态过程中全网频率不一致）集中控制为主，分散控制为辅；手段单一：主要是发电机2026/8/3051电力系统频率控制体系——频率含义电力系统频率系统中同步发电机发出的交流正弦电压的频率稳态情况下与发电机转速（机械频率）存在对应关系暂态过程中，各发电机功角振荡，频率不再相等功率不平衡（功率缺额）是系统频率变化的主要原因经过暂态过程后，全系统达到统一频率调频是需要由整个系统统筹调度和协同，不能允许任何电厂各自为政2026/8/3061电力系统频率控制体系——频率控制原因负荷时变是频率需要控制的根本原因控制模式：电源可控、负荷随机，“机随荷动”控制模式实际实现：区别对待，控制系统分层随机分量：短周期(<10s)小波动(<1%)，随机负荷，不可预测脉动分量：中周期(10s~3min)中波动(1%~5%)，冲击性负荷，可实时预测持续分量：长周期(h级)大波动(>10%)，生产生活规律，负荷预测对象2026/8/3071电力系统频率控制体系——技术体系随机分量：利用发电机自身的调速器应对，快速响应负荷小幅快速波动，降低负荷变化导致的频率波动幅值，称为一次调频。脉动分量：利用发电机调频器+调度中心应对，恢复频率，避免频率长时间偏移，称为二次调频或自动发电控制持续分量：按照经济分配原则制定发电计划，称为三次调频或经济调度。负荷波动经济调度一次调频、二次调频、三次调频（经济分配）调速器、调频器、调度中心2026/8/3082电力系统频率特性——含义电力系统电压不变时，电力系统有功功率对频率的相关关系包括负荷频率特性和发电频率特性，又分为静态频率特性和动态频率特性分析方法：分别绘制负荷和发电的频率特性曲线（功频曲线）根据二者交点确定系统频率2026/8/3092.1电力系统频率特性——负荷频率特性有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，仅考虑稳态对应关系时为负荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应负荷的综合功率—频率特性一般可表示为：ai描述了负荷中频率无关分量、与频率一次方成正比分量、与频率二次方成正比分量。。。的占比2026/8/30102.1电力系统频率特性——负荷频率特性简化分析：以曲代直，仅保留一次项反映小范围内有功功率随频率变化的程度，足够精确系统频率通常偏移很小（正常：±0.2Hz，事故：±0.5Hz）负荷调节效应系数：，无量纲的常数，系统频率变化1％时有功负荷功率变化百分数。一般在1～3之间，各系统不同，亦随季节及昼夜交替而有所变化2026/8/30112.2电力系统频率特性——发电机频率特性频率变化与而发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率—频率特性，或频率调节特性关键影响因素：调速器调速器规律，负反馈控制，频率下降（上升）时增加（减小）原动机的输入功率2026/8/30122.2电力系统频率特性——发电机频率特性发电机外特性——斜率较小的直线无调速器？图3-4发电机组的功率—频率特性－发电机组的输出功率增量；

－对应于频率增量。2026/8/30132.2电力系统频率特性——发电机频率特性表征参数：调差系数（斜率），额定频率下的功率输出（截距）决定了有功负荷变化量在并联机组之间的分配调差系数R的标幺值表示对汽轮发电机组或；对水轮发电机组或。单位调节功率2026/8/30142.2电力系统频率特性——并联机组有功分配在发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比。调差系数小的机组承担的负荷增量要大，而调差系数大的机组承担的负荷增量要小频率变化：功率分配：2026/8/30152.2电力系统频率特性——发电机实际频率特性发电机实际调节特性使一条具有一定宽度的带子调节迟滞称为调速器的不灵敏区（失灵区）导致并联运行机组有功功率分配存在误差，误差大小与失灵度成正比避免调速器过分频繁调整汽轮机0.1%-0.5%；水轮机：0.1%-0.7%2026/8/30163电力系统一次调频过程发电机组的功率—频率特性与负荷的功率—频率特性曲线的交点就是电力系统频率的稳定运行点系统负荷变时，可调容量的发电机组均按各自的频率调节特性参加频率的一次调整2026/8/30173电力系统一次调频过程所有并列运行的发电机组都装有调速器当系统负荷变时，可调容量的发电机组均按各自的频率调节特性参加频率的一次调整发电的功频特性取决于一次调频（调速器）特性；一次调频必然有差；电厂分为调频厂和非调频厂（功率参考点是否可以远方快速修改）调频厂承担电力系统频率的二次调整任务非调频厂只参加频率的一次控制调整任务，或只按调度中心预先安排的负荷曲线运行2026/8/30183电力系统一次调频过程【例】一个区域有两个并联运行发电单元，在额定频率下提供700MW的功率，其中单元1提供200MW，单元2提供500MW，现增加负荷130MW。（1）假定没有频率敏感型负荷，试求稳态频率偏差和每个发电单元新的发电量。（2）频率变化为1%时，负荷变化率为0.804%，试求稳态频率偏差和每个发电单元新的发电量。关键：（1）求出总调差系数（2）注意标幺值归算2026/8/30193电力系统一次调频过程【例】一个区域有两个并联运行发电单元，在额定频率下提供700MW的功率，其中单元1提供200MW，单元2提供500MW，现增加负荷130MW。（1）假定没有频率敏感型负荷，试求稳态频率偏差和每个发电单元新的发电量。重新选择1000MW为基值：负荷变化量：2026/8/30203电力系统一次调频过程【例】一个区域有两个并联运行发电单元，在额定频率下提供700MW的功率，其中单元1提供200MW，单元2提供500MW，现增加负荷130MW。（1）假定没有频率敏感型负荷，试求稳态频率偏差和每个发电单元新的发电量。202