上海交通大学：《电气工程基础》精品课程教学资源（课件讲稿）第九章 电力系统有功功率与频率的调整

第九章 电力系统有功功率与频率的调整

9.1有功功率和频率调整 1.电力系统频率变化的影响 ·对用户的影响 (1)异步电机转速 (2)异步电机功率 (3)电子设备 ·对发电厂和电力系统的影响 (1)对发电厂厂用机械设备运行的影响 (2)对汽轮机叶片的影响 (3)对异步电机及变压器励磁的影响 2

2 1.电力系统频率变化的影响  对用户的影响 （1）异步电机转速 （2）异步电机功率 （3）电子设备  对发电厂和电力系统的影响 （1）对发电厂厂用机械设备运行的影响 （2）对汽轮机叶片的影响 （3）对异步电机及变压器励磁的影响

9.1有功功率和频率调整 2频率与有功平衡的关系 ·转矩平衡与功率平衡 M,=ME→P=P ME Mr 转矩不平衡时，转子转 速变化，引起频率变化 pn f= 3

3 2 频率与有功平衡的关系  转矩平衡与功率平衡  转矩不平衡时,转子转 速变化,引起频率变化 M M P P T E T E    60 pn f 

9.1有功功率和频率调整 P WAM 变化及其调整 3有功功率负荷的 P 0 4

4 3 有功功率负荷的 变化及其调整

系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动 负荷组成： (1)变动周期小于10s, 变化幅度小 调速器 频率的一次调整 (2)变动周期在(10s,180s),变化幅度较大 调频器 频率的二次调整 (3)变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律 根据预测 负荷，在 频率的三次调整 各机组间 责碧琴 ★

5 系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动 负荷组成： （1）变动周期小于10s，变化幅度小 （3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律 （2）变动周期在（10s，180s），变化幅度较大 调速器 频率的一次调整 调频器 频率的二次调整 根据预测 负荷，在 各机组间 进行最优 负荷分配 频率的三次调整

4有功功率平衡与备用容量 有功功率平衡： ∑Pa=∑P+Posz 2备用容量：15%~20% 作用：为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于发电负荷 定义：备用容量=系统可用电源容量一发电负荷 分类： 按作用分： 按其存在形式分： (1)负荷备用：满足负荷波动、计划外 的负荷增量2%~5% (1)热备用 (2)事故备用：发电机因故退出运行能 顶上的容量5%~10% (3)检修备用：发电机计划检修 4%5% (2)冷备用 (4)国民经济备用：满足工农业超计划 增长3%~5% 6

6 4 有功功率平衡与备用容量  备用容量：15%～20%  作用：为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于发电负荷  定义：备用容量 ＝ 系统可用电源容量 － 发电负荷  分类：  有功功率平衡： 按作用分： (1)负荷备用：满足负荷波动、计划外 的负荷增量2%~5% (2)事故备用：发电机因故退出运行能 顶上的容量5%~10% (3)检修备用：发电机计划检修 4%~5% (4)国民经济备用：满足工农业超计划 增长3%~5% 按其存在形式分： (1)热备用 (2)冷备用   P P P Gi Li Loss   ,

备用容量 P(MW) 新增容量 备用容量 发电负荷 8760 t(h) 7

7 备用容量 8760 t(h) P(MW) 发电负荷 备用容量 新增容量

9.2电力系统的频率特性 1.负荷的有功功率一频率静态特性 nan-anan cun 40+4+a2+a3+…=1 以f和Poy为基准值 的标么值表达式 Po=a+af+a2f2+af+… 8

8 1.负荷的有功功率－频率静态特性 2 3 D DN DN DN DN 0 1 2 3 N N N f f f P a P a P a P a P f f f                        0 1 2 3 a a a a     1 2 3 P a a f a f a f D         0 1 2 3 N DN 以f P 和 为基准值 的标幺值表达式

负荷的有功功率一频率静态特性简化表达 当频率偏离额定值不大时，负荷有功一频率静态特性用一条近似直线来表示。 人=gB=4 △f △/Px △PD △fIfN △f GN 负荷的频率调节效应系数或称为 负荷的频率调节效应，表示负荷 随频率的变化程度。 j 图4-1 9

9 当频率偏离额定值不大时，负荷有功－频率静态特性用一条近似直线来表示。 D D P K tg f      / / D DN D D N P P P K f f f          负荷的频率调节效应系数或称为 负荷的频率调节效应，表示负荷 随频率的变化程度。 图 4－1

2发电机组的有功功率一频率静态特性 调速器的工作原理 1为转速测量元件一离心飞摆 及其附件； 2为放大元件一错油门（或称 ●A B 配压阀)： 88D 3为执行机构一油动机（或称 接力器)： 2 i018 4为转速控制机构或称同步 器（调频器） IUAA 汽（水）+ 10

10  调速器的工作原理 1 为转速测量元件 —离心飞摆 及其附件； 2 为放大元件 —错油门 (或称 配压阀 ) ； 3 为执行机构 —油动机 (或称 接力器 ) ； 4 为转速控制机构或称同步 器(调频器)