电力系统基础.4.ppt

1、，第四章电力系统有效功率平衡和频率曹征，4.1概述4.2有效功率和频率4.3电力系统频率特性4.4电力系统频率控制4.5有效功率平衡，4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力用户的影响(1)电力系统频率变化可能导致异步电动机速度变化。这改变了电机驱动的加工产业产品的机械速度。4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力用户的影响(2)电力系统频率波动可能影响部分测量和控制使用的电子设备的准确性和性能，如果频率太低，部分设备也不能工作。这在一些重要的工业和国防中是不允许的。4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力用户的影响(3)电力系统频率减少，电动机的转速和输出

2、功率降低，导致机器的转速和输出减少，影响电力用户设备的正常运行。4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力系统的影响(1)频率下降时，汽轮机叶片的振动增大，轻影响使用寿命，重则可能出现裂纹。在额定频率为50Hz的电力系统中，当频率低于45Hz附近时，某些汽轮机的机翼会因共振而中断，从而导致大事故。4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力系统的影响(2)频率下降到47-48Hz时，火电厂降低异步电动机驱动辅机(例如风机)的力，减少热力发电厂发电机发出的有效功率。如果这种趋势不能及时制止，可以在短期内降低到不能允许电力系统频率的水平。这种现象称为频率雪山崩溃。发生频率雪崩会导

3、致大面积停电，甚至整个系统崩溃。4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力系统的影响(3)在核电站，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格的要求。频率下降到一定值后，冷却介质泵会自动跳跃，使反应堆停止工作。4.1概述，1，电力系统频率控制的必要性A频率对电力系统的影响(4)电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，无功消耗增加，系统电压下降，频率减少导致励磁输出减少，发电机电势降低，降低整个系统的电压水平。电力系统原始电压水平低的情况下，如果频率下降到一定值，就会发生电压雪崩，如果发生电压雪崩，就会发生大面积停电，甚至系统崩溃。4.1概述，2，电力系统有效功率控制的必要性A，在

4、允许范围内保持电力系统频率所需的电力系统频率在电力系统内并行工作的所有发电机组的有效功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网络损失)的有效功率总和之间保持平衡。但是，电力系统的负荷时时刻刻都在变化，系统频率也在变化。就是在系统内及时调节并联运行器的有效功率，使电力系统频率在允许范围内。4.1概述，2，电力系统气力控制的必要性B，提高电力系统运行的经济性，电力系统有效功率控制的任务之一是解决牙齿问题。这就是电力系统经济调度问题。4.1概述，2，电力系统有效电源控制的必要性C，保证联合电力系统的曹征运营电力系统规模持续扩大。已经出现了将多个地区电力系统连接在一起的联合电力系统，一些联合电力系统正在实施

5、分区域控制。要求徐璐其他地区系统之间交换的电力和电力按照字典商定的协议进行。此时电力系统的有效功率控制需要控制徐璐其他地区系统之间的联络线通过的电力和电力。，4.1概述，3，牙齿章节的主要内容是，为什么P和F是有源电力平衡曹征原理频率调制方法和措施，4.2有源电力和频率，1，基本概念电力系统的频率是由发电机的速度决定的，相关系统只有一个频率，与电压不同的全球问题。4.2有效功率和频率，2，频率额定频率：50Hz频率偏移：系统工作频率和额定频率之间的差异。4.2有效功率和频率，3，电力系统的频率水平由有效功率平衡决定，如果有效功率足够，具有保证用户需求和及时调整的能力，则可以确保频率在合理范围内

6、。相反，会产生较大的频率偏移。4.3电力系统频率特性，1，发电机组和电力系统等效发电机组的工频静态特性，发电机组的工频静态特性(如右)，功率增加到额定功率时，输出功率不随频率变化。4.3电力系统频率特性，1，发电机和电力系统等效发电机组的工频静态特性，等效发电机组的工频静态特性类似于发电机组的工频静态特性，如图所示。4.3电力系统频率特性，1，发电机组和电力系统等效发电机组的工频静态特性，发电机组和等效发电机组的工频静态特性以向下倾斜，其程度以曹征系数表示。4.3电力系统频率特性、2、电力系统集成负荷的静态频率特性电力系统集成负荷由各种负荷组成。从这些负载中吸收的活动功率与频率无关，有的与频率

7、的一方成正比，有的与频率的两个平方成正比，有的与频率的更高的平方成正比。4.3电力系统频率特性，集成负载与频率的关系为，4.3电力系统频率特性，2，电力系统集成负载的静态频率特性额定频率附近，负载的静态频率特性几乎是直线，负载的静态频率特性曲线的倾斜称为负载的频率曹征效应系数。4.3电力系统频率特性，负载的频率曹征效应系数为KL，4.3电力系统频率特性，3，电力系统的频率特性电力系统主要由发电机、传输网络和负载组成。如果把输电网络损失看作负荷的一部分，电力系统是由两部分组成的闭环系统。发电机组的工频特性和负荷的工频特性的交集是电力系统频率的稳定工作点。4.3电力系统频率特性，3，电力系统的频率

8、特性，例如，等效发电机在特性G1上运行，集成负载特性为L1，则系统在A点上运行，系统频率为f1。4.3电力系统频率特性，3，电力系统的频率特性，系统负载增加，统一负载特性为L2，如果发电机调速系统的设置不改变，则等效发电机特性仍为G1，系统在B点工作，系统频率为F2。4.3电力系统频率特性，3，电力系统的频率特性，系统负载增加，集成负载特性更改为L2，发电机调速系统的设置更改，等效发电机特性更改为G2，系统在C点运行，系统频率恢复为f1。4.4电力系统频率曹征，1，电力系统频率曹征，系统负载增加，集成负载特性为L2时，发电机调速系统的设置保持不变，等效发电机特性仍为G1，系统在B点工作，系统频

9、率为F2。这种由发电机特性和负载曹征效果共同承担系统负载变化，使系统在不同频率下工作的频率调整称为频率的一种调整。4.4电力系统频率曹征，1，电力系统频率1次曹征，右图，频率1次曹征结果：发电机有效功率增加PL2-PL1，负载调节效果是负载吸收有效功率为PL3-PL2，系统频率降低为F2。4.4电力系统频率曹征，1，电力系统频率1次曹征系统负载减少时，频率1次曹征过程与上述相反。也就是说，系统频率提高，发电机有效功率减少，由于负载曹征效应，从负载中吸收的有效功率比原始频率的功率增加。4.4电力系统频率曹征、2、电力系统频率二次曹征、系统负荷变化大、频率一次曹征结果、系统频率过高或过低时，应改变

10、发电机调速系统的设置，将系统频率恢复到指定范围。在右图中，等效发电机特性更改为G2，系统频率返回到f1。4.4电力系统频率曹征，2，电力系统频率二次曹征，在系统负载变化较大的情况下，改变发电机速度调节系统的设置，将系统频率恢复到指定范围内的频率调节，称为频率二次调节。4.4电力系统频率曹征，2，电力系统频率二次曹征，电力系统频率二次曹征工作由变频调速电站的发电机负责。4.4电力系统频率曹征，3，电力系统有效电力曹征(频率的三次曹征)，频率的三次曹征前，我们来看看电力系统负荷的变化。下图，4.4电源系统频率曹征，3，电源系统有效功率曹征(频率的三个茄子曹征)，负载总变化，随机组件，脉冲组件，连续

11、组件，4.4电源系统频率曹征，3，电源系统有效功率曹征(。日负荷曲线的示例包括：4.4电力系统频率曹征，3，电力系统有效电力曹征(频率的三次曹征)可以从上述日负荷曲线中看到。将负荷除以主负荷和最大负荷。因此，调度部门将发电站分为三个茄子类别。几何电站峰值发电厂频率曹征发电厂，4.4电力系统频率曹征，3，电力系统有效电力曹征(频率的三次曹征)调度部门根据日负荷曲线将发电计划分配给各种发电厂，计划发展计划不能与实际负荷完全一致。差异称为计划外负荷。计划外负荷由变频调速厂负担。4.4电力系统频率曹征，3，电力系统有效电力曹征(频率的三次曹征)，表明调度部门使用发电计划解决大部分有效电力平衡问题。4.

12、5电力系统有源电力平衡和负载的合理分配，1，有源电力发电厂是当前电力系统唯一的有源电力电源。(1)热力发电厂：总容量的一半以上。燃料热力发电厂燃烧热力发电厂燃烧热力发电厂高效容量与低温低压(450，35气压)中温中压(520，100气压)高温高压(550，180气压)超临界单位(575，200以上)(2)热力发电厂：4.5电力系统有效功率平衡和负荷的合理分配有效电力负荷有效电力负荷根据天气、季节、每天时间、天气、人们的生活习惯等不同的负荷曲线反映出来，是电力调度部门的重要基础。 基本载荷：日载荷曲线的最小下半部分，最大载荷：基本载荷和最大载荷之间的部分。4.5电力系统有效功率平衡和负荷的合理分

13、配，2，有效电力负荷实际负荷变化的特征实际负荷变化由三个茄子组件组成。变化幅度小，变化周期最短(通常在10S以内)，通常是由于中小型电力设备的投入节制而产生的随机性。变化幅度大，变化周期短(10S-3m)，一般是轧机等大间歇负荷。变化万卷的持续变化部分是由人们的休息制度、生活习惯、天气等决定的。3、2并行设备的有效功率分配、基本原则：基本负荷由强制功率、不可曹征功率或高效热力发电厂、电力发电站、核能发电站、径流水电站、泄洪灌溉等水电站承担。澎湖由调节水库的水力发电站、燃气轮机发电站、中温中压热力发电厂等负担。4.5电力系统主动功率平衡和负载的合理分配，4，主动电源供应设备的备件需要以下几个茄子备件，以满足意外的负载要求和负载变化。负荷大气：为满足负荷波动和意外