電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整

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1、1 第 5 章 電 力 系 統(tǒng) 的 有 功 功 率 和 頻 率 調(diào) 整 2 基 本 內(nèi) 容u有 功 平 衡 與 頻 率 變 化 的 關 系 （ 補 充 ）u本 章 主 要 內(nèi) 容 及 其 關 系u5.1 電 力 系 統(tǒng) 中 有 功 功 率 的 平 衡u5.2 電 力 系 統(tǒng) 中 有 功 功 率 的 最 優(yōu) 分 配u5.3 電 力 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 3 發(fā) 電 機 組 的 有 功 平 衡 ： 發(fā) 電 機 的 電 磁 功 率PGi與 原 動 機 的 機 械 功 率 PTi之 間 的 平 衡 。原 動 機 慣 性 大 ， 有 功 調(diào) 節(jié) 慢 ， 無 法 時 刻 保 持 與瞬 變 負 荷 及

2、 發(fā) 電 機 功 率 的 平 衡 ， 而 只 能 保 證 動態(tài) 平 衡 ， 相 應 頻 率 也 只 能 保 持 動 態(tài) 穩(wěn) 定 。 fPP fPP ffPP GiTi GiTi GiTi 0 發(fā) 電 機 組原 動 機 發(fā) 電 機d q)2( f TiP GiP電 力 系 統(tǒng) 的 有 功 平 衡 ： 發(fā) 電 機 與 負 荷 之 間 的 電 磁 功 率 平 衡 ， 時 刻 平 衡 。推 力 阻 力發(fā) 電 機 組 的有 功 平 衡 與頻 率 的 關 系頻 率 變 化 反 映 機 組 的 有 功 平 衡 關 系 ， 是 機 組 有 功 調(diào) 節(jié) 的 依 據(jù) 。有 功 平 衡 與 頻 率 變 化 的 關

3、系 4 本 章 主 要 內(nèi) 容 及 其 關 系目 標 ： 保 證 頻 率 的 質(zhì) 量 與 穩(wěn) 定 ， 滿 足 有 功 調(diào) 度 的 經(jīng) 濟 性 與 可 靠 性 要 求負 荷 的 變 動 類 型頻 率 的 調(diào) 整 方 法發(fā) 電 機 的 電 磁 功 率 變 化 類 型原 動 機 的 有 功 調(diào) 整 方 法 各 類 機 組 的 有 功 調(diào) 節(jié) 特 性有 功 備 用 容 量 的 概 念 一 次 調(diào) 頻二 次 調(diào) 頻三 次 調(diào) 頻 頻 率 變 化 與 功 率 調(diào)整 量 的 定 量 關 系偶 然 性沖 擊 性周 期 性 fKP GG fKP LL fKP SL 0 fKPP SGL 00 5 5.1 電 力

4、 系 統(tǒng) 中 有 功 功 率 的 平 衡基 本 概 念l 負 荷 變 動 的 類 型 及 其 特 點 ？l 頻 率 調(diào) 整 的 方 法 及 其 特 點 ？l 負 荷 變 動 與 頻 率 調(diào) 整 的 關 系 ？l 什 么 是 可 供 調(diào) 度 的 系 統(tǒng) 電 源 容 量 、 備 用 容 量 、熱 備 用 和 冷 備 用 、 負 荷 備 用 （ 事 故 備 用 、 檢 修備 用 、 國 民 經(jīng) 濟 備 用 ） ？l 兩 類 備 用 容 量 的 關 系 ？ 6 5.1 電 力 系 統(tǒng) 中 有 功 功 率 的 平 衡l 5.1.1 有 功 功 率 負 荷 的 變 動 和 調(diào) 整 控 制（ 1） 有 功

5、功 率 負 荷 的 變 動 變 動 類 型 及 其 特 點 綜 合 負 荷 的 分 解（ 2） 有 功 功 率 和 頻 率 的 調(diào) 整 調(diào) 整 方 法 及 其 特 點 任 務 的 分 配l 5.1.2 有 功 功 率 負 荷 曲 線 的 預 計l 5.1.3 有 功 功 率 電 源 和 備 用 容 量 7 負 荷 變 動 的 類 型 及 其 特 點u 第 一 種 ： 變 動 幅 度 很 小 ， 周 期 很 短 ， 有 很 大 的 偶 然性 。 偶 然 性 的 負 荷 變 動u 第 二 種 ： 變 動 幅 度 較 大 ， 周 期 較 長 ， 沖 擊 性 負 荷 （ 電爐 、 壓 延 機 械 、

6、電 氣 機 車 ） 沖 擊 性 的 負 荷 變 動u 第 三 種 ： 變 動 幅 度 最 大 ， 周 期 最 長 ， 由 生 產(chǎn) 、 生 活 、氣 象 變 化 引 起 （ 可 以 預 計 ） 可 預 見 的 負 荷 變 動 圖 5-1 有 功 功 率 負 荷 的 變 動 曲 線 綜 合 負 荷 曲線偶 然 性 負 荷 變 動沖 擊 性 負 荷 變 動可 預 見 性 負 荷 變 動 9 頻 率 調(diào) 整 方 法 及 其 特 點u 頻 率 的 一 次 調(diào) 整 ： 用 發(fā) 電 機 組 的 調(diào) 速 器 (第 一 種 負 荷變 動 )。 u 頻 率 的 二 次 調(diào) 整 ： 用 發(fā) 電 機 組 的 調(diào) 頻

7、器 (第 二 種 負 荷的 變 動 )。 調(diào) 頻 廠u 頻 率 的 三 次 調(diào) 整 ： 按 最 優(yōu) 化 準 則 分 配 第 三 種 有 規(guī) 律 變動 的 負 荷 ， 即 責 成 各 發(fā) 電 廠 按 事 先 給 定 的 發(fā) 電 負 荷 曲線 發(fā) 電 。u 負 荷 側 管 理 ： 個 別 負 荷 大 量 或 長 時 間 超 計 劃 用 電 以 致影 響 系 統(tǒng) 運 行 質(zhì) 量 時 ， 由 系 統(tǒng) 管 理 部 門 在 遠 方 將 其 部分 或 全 部 切 除 的 控 制 方 式 (不 同 于 前 三 種 )； 按 合 約 要求 ， 采 用 電 價 補 償 方 式 調(diào) 整 負 荷 功 率 ， 以 實

8、現(xiàn) 削 峰 填谷 目 標 。 電 力 系 統(tǒng)中 負 荷 變動 的 幅 度愈 大 ， 周期 就 愈 長 。 圖 5-2 調(diào) 頻 任 務 的 分 配P 11 5.1.2 有 功 功 率 負 荷 曲 線 的 預 測u 作 用 ： 有 功 功 率 和 頻 率 三 次 調(diào) 整 的 依 據(jù)u 方 法 ：（ 1） 傳 統(tǒng) 方 法（ 2） 統(tǒng) 計 分 析 方 法 回 歸 分 析 法 ， 時 間 序 列 分 析法 等 。 （ 不 講 ） 12 5.1.2 有 功 功 率 負 荷 曲 線 的 預 計傳 統(tǒng) 方 法u 收 集 未 來 若 干 天 的 預 計 負 荷 (大 用 電 量 用 戶 )；u 參 照 長 期

9、積 累 的 實 測 數(shù) 據(jù) ， 匯 總 調(diào) 整 用 電 負 荷 ；u 計 入 網(wǎng) 絡 損 耗 ： 一 般 約 為 系 統(tǒng) 總 負 荷 的 6% 10%不 變 損 耗 ： 與 負 荷 大 小 無 關 (變 壓 器 空 載 損 耗 )可 變 損 耗 ： 與 負 荷 的 平 方 成 正 比u 考 慮 廠 用 電 ： 水 電 廠 ， 0.1% 1%； 火 電 廠 ， 5% 8%；原 子 能 電 廠 ： 4% 5%； 相 應 必 須 考 慮 可 投 入 的 發(fā) 電 設備 和 發(fā) 電 容 量 ，u 特 別 注 意 氣 象 條 件 變 化 對 負 荷 曲 線 的 影 響 。u 實 測 負 荷 曲 線 形 成

10、 以 后 ， 還 需 要 負 荷 曲 線 的 加 工 。 13 圖 5-3 負 荷 曲 線 加 工 加 工 原 則 ：實 測 曲 線 加工 前 后 ， 最大 和 最 小 負荷 特 征 及 曲線 下 的 面 積應 一 致 。5.1.2 有 功 功 率 負 荷 曲 線 的 預 計負 荷 曲 線 的 加 工 實 測 曲 線加 工 后 的 曲 線 14 5.1.3 有 功 功 率 電 源 和 備 用 容 量l 有 功 功 率 電 源l 有 功 功 率 備 用 容 量備 用 容 量 、 熱 備 用 與 冷 備 用負 荷 備 用 、 事 故 備 用 、 檢 修 備 用 、 國 民 經(jīng) 濟 備 用各 種 備

11、 用 容 量 的 關 系 15 5.1.3 有 功 功 率 電 源 和 備 用 容 量 *有 功 功 率 電 源u 系 統(tǒng) 中 可 供 調(diào) 度 的 系 統(tǒng) 電 源 容 量 可 能 小 于 總 裝 機 容 量 定 期 停 機 檢 修 水 電 廠 的 發(fā) 電 機 因 水 頭 極 度 降 低 不 能 按 額 定 容 量 發(fā) 電u 各 發(fā) 電 廠 預 計 可 投 入 運 行 的 發(fā) 電 機 組 的 可 發(fā) 功 率 之 和為 可 供 調(diào) 度 的 系 統(tǒng) 電 源 容 量 。 16 5.1.3 有 功 功 率 電 源 和 備 用 容 量 *有 功 功 率 備 用 容 量 為 了 保 證 可 靠 供 電 和

12、良 好 的 電 能 質(zhì) 量 ， 系 統(tǒng) 電 源 容 量 必須 大 于 發(fā) 電 負 荷 。u 備 用 容 量 ： 可 供 調(diào) 度 的 系 統(tǒng) 電 源 容 量 大 于 發(fā) 電 負 荷 的 部分 。u 熱 備 用 (旋 轉 備 用 )： 運 轉 中 的 發(fā) 電 設 備 可 能 發(fā) 的 最 大 功率 與 系 統(tǒng) 發(fā) 電 負 荷 之 差 。u 冷 備 用 ： 未 運 轉 的 發(fā) 電 設 備 可 能 發(fā) 的 最 大 功 率 。 檢 修 中的 發(fā) 電 設 備 不 屬 冷 備 用 。 發(fā) 電 設 備 從 “ 冷 狀 態(tài) ” 至 投 入系 統(tǒng) 發(fā) 出 額 定 功 率 所 需 時 間 幾 分 鐘 （ 水 電 常

13、） 或 十 余 小時 （ 火 電 廠 ） 。 熱 備 用 越 多 ， 越 有 利 于 保 證 電 能 質(zhì) 量 和供 電 可 靠 性 ， 但 經(jīng) 濟 性 不 好 。 17 5.1.3 有 功 功 率 電 源 和 備 用 容 量 *有 功 功 率 備 用 容 量u 負 荷 備 用 ： 調(diào) 整 系 統(tǒng) 中 的 短 時 負 荷 波 動 并 擔 負 計 劃 外 的 負 荷 增 加而 設 置 的 備 用 。 負 荷 備 用 設 置 在 調(diào) 頻 廠 內(nèi) ,取 最 大 負 荷 的 2% 5%，（ 大 系 統(tǒng) 取 小 值 ， 小 系 統(tǒng) 取 大 值 。 ）u 事 故 備 用 ： 使 電 力 用 戶 在 發(fā) 電

14、設 備 發(fā) 生 偶 然 性 事 故 時 不 受 嚴 重 影響 ， 維 持 系 統(tǒng) 正 常 供 電 需 要 的 備 用 。 取 最 大 負 荷 的 5% 10%， 但不 得 小 于 系 統(tǒng) 中 最 大 機 組 的 容 量 。u 檢 修 備 用 ： 使 系 統(tǒng) 中 的 發(fā) 電 設 備 能 定 期 檢 修 而 設 置 的 備 用 。 系 統(tǒng)負 荷 季 節(jié) 性 低 落 期 間 和 節(jié) 假 日 安 排 不 下 所 有 設 備 的 大 小 檢 修 時 才設 置 專 門 的 檢 修 備 用 。u 國 民 經(jīng) 濟 備 用 ： 計 及 負 荷 的 超 計 劃 增 長 而 設 置 的 備 用 。 18 5.1.3

15、 有 功 功 率 電 源 和 備 用 容 量 *各 種 備 用 容 量 的 關 系u 負 荷 備 用 熱 備 用u 事 故 備 用 至 少 包 括 一 部 份 熱 備 用 （ 可 含 冷 備 用 ）u 檢 修 備 用 （ 通 過 檢 查 年 最 大 負 荷 曲 線 來 確 定 ）u 國 民 經(jīng) 濟 備 用u 具 備 了 備 用 容 量 ， 才 可 能 談 及 備 用 用 量 在 各 發(fā) 電 設 備和 發(fā) 電 廠 之 間 的 最 優(yōu) 分 配 以 及 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 問 題 。 19 5.2 電 力 系 統(tǒng) 中 有 功 功 率 的 最 優(yōu) 分 配基 本 概 念l 有 功 功 率 最 優(yōu)

16、 分 配 的 主 要 內(nèi) 容 ？l 各 類 電 廠 的 運 行 特 點 ？l 各 類 電 廠 的 投 切 費 用 特 點 ？l 各 類 電 廠 的 運 行 費 用 ？ 水 -原 子 能 -火l 什 么 是 水 電 廠 與 熱 電 廠 的 強 迫 功 率 ？ 20 5.2 電 力 系 統(tǒng) 中 有 功 功 率 的 最 優(yōu) 分 配l 5.2.0 概 述 -有 功 電 源 的 最 優(yōu) 組 合 與 有 功 負 荷 的 最 優(yōu) 分 配l 5.2.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點 和 合 理 組 合l 5.2.2 最 優(yōu) 分 配 負 荷 時 的 目 標 函 數(shù) 和 約 束 條 件 （ 略 ）l 5

17、.2.3 最 優(yōu) 分 配 負 荷 時 的 等 耗 量 微 增 率 準 則 (火 電 )（ 略 ）l 5.2.4 等 耗 量 微 增 率 準 則 的 推 廣 運 用 （ 水 火 電 ） （ 略 ）l 5.2.5 網(wǎng) 絡 損 耗 的 修 正 （ 略 ）l 5.2.6 電 力 市 場 及 其 對 電 力 系 統(tǒng) 經(jīng) 濟 運 行 的 影 響 （ 略 ） 21 5.2.0 概 述l 有 功 功 率 的 最 優(yōu) 分 配 主 要 包 括 兩 個 內(nèi) 容 ：l （ 1） 有 功 功 率 電 源 的 最 優(yōu) 組 合 ： 系 統(tǒng) 中 發(fā) 電 設 備 或 發(fā) 電廠 的 合 理 組 合 ， 即 機 組 的 最 優(yōu) 啟

18、 停 調(diào) 度 （ 日 調(diào) 度 問 題 ） 。主 要 涉 及 冷 熱 備 用 容 量 的 合 理 分 布 問 題 。l （ 2） 有 功 功 率 負 荷 的 最 優(yōu) 分 配 ： 有 功 功 率 負 荷 在 各 個 正在 運 行 的 發(fā) 電 設 備 或 發(fā) 電 廠 之 間 的 合 理 分 配 ， 即 負 荷 的 經(jīng)濟 調(diào) 度 或 者 最 優(yōu) 潮 流 問 題 。 主 要 涉 及 熱 備 用 容 量 的 合 理 分布 問 題 。l 目 標 有 耗 煤 量 最 少 、 污 染 排 放 量 最 少 、 啟 停 損 失 最 少 、 發(fā)電 成 本 最 少 、 耗 水 量 最 少 、 水 電 發(fā) 電 量 最 多

19、 等 。 約 束 條 件有 機 組 的 運 行 特 性 約 束 、 網(wǎng) 絡 安 全 約 束 、 水 庫 流 量 約 束 等 22 5.2.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點 和 合 理 組 合l 5.2.1.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點（ 1） 火 力 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點（ 2） 原 子 能 發(fā) 電 廠 的 特 點（ 3） 水 力 發(fā) 電 廠 的 特 點（ 4） 無 調(diào) 節(jié) 和 有 調(diào) 節(jié) 水 電 廠 的 特 點（ 5） 抽 水 蓄 能 水 電 廠 的 特 點l 5.2.1.2 各 類 發(fā) 電 廠 的 合 理 組 合 23 5.2.1.1 各 類 發(fā) 電 廠

20、的 運 行 特 點火 力 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點u 鍋 爐 和 汽 輪 機 都 有 技 術 最 小 負 荷 ， 前 者 為 額 定 負 荷 的25% 70%， 后 者 為 額 定 負 荷 的 10% 15%， 總 35% 85%u 鍋 爐 和 汽 輪 機 的 投 切 或 承 擔 急 劇 變 動 負 荷 時 都 會 耗 能 、 費時 ， 且 易 于 損 壞 設 備 。u 火 電 廠 鍋 爐 和 汽 輪 機 的 分 類 ：(1)高 溫 高 壓 設 備 ： 效 率 高 ； 靈 活 調(diào) 節(jié) 的 范 圍 窄(2)中 溫 中 壓 設 備 ： 效 率 較 高 溫 高 壓 設 備 低 ； 靈 活 調(diào)

21、節(jié) 的范 圍 較 高 溫 高 壓 設 備 寬 。(3)低 溫 低 壓 設 備 ： 技 術 經(jīng) 濟 指 標 最 差 ， 應 淘 汰u 熱 電 廠 (供 熱 式 火 力 發(fā) 電 廠 ):效 率 高 ,技 術 最 小 負 荷 取 決 于熱 負 荷 (稱 為 強 迫 功 率 ) 24 5.2.1.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點原 子 能 發(fā) 電 廠 的 特 點u反 應 堆 的 負 荷 沒 有 限 制 ， 其 技 術 最 小 負 荷 取 決于 汽 輪 機 ， 為 其 額 定 負 荷 的 10% 15%u反 應 堆 和 汽 輪 機 的 投 切 或 承 擔 急 劇 變 動 負 荷 時會 耗 能

22、、 費 時 、 易 于 損 壞 設 備u原 子 能 發(fā) 電 廠 的 一 次 投 資 大 ， 運 行 費 用 小 。 25 5.2.1.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點水 力 發(fā) 電 廠 的 特 點u 水 電 廠 的 強 迫 功 率 ： 為 保 證 河 流 下 游 的 灌 溉 、 通 航 ， 向下 游 釋 放 一 定 水 量 時 發(fā) 出 的 功 率 。u 水 輪 機 也 有 技 術 最 小 負 荷 ， 其 值 因 水 電 廠 的 具 體 條 件 而異 。u 水 輪 機 的 投 切 或 承 擔 急 劇 變 動 負 荷 時 操 作 簡 單 ， 不 會 耗費 很 多 能 量 和 花 費 很

23、多 時 間 。u 水 電 廠 水 頭 過 分 低 落 時 ， 水 輪 發(fā) 電 機 組 可 發(fā) 的 功 率 要 降低 。u 水 電 廠 按 其 有 無 調(diào) 節(jié) 水 庫 、 調(diào) 節(jié) 水 庫 的 大 小 或 其 功 能 分為 無 調(diào) 節(jié) 、 日 調(diào) 節(jié) 、 季 調(diào) 節(jié) 、 年 調(diào) 節(jié) 、 多 年 調(diào) 節(jié) 和 抽 水蓄 能 等 幾 類 26 5.2.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點無 調(diào) 節(jié) 和 有 調(diào) 節(jié) 水 電 廠 的 分 類 特 點l 無 調(diào) 節(jié) 水 庫 的 水 電 廠 ： 徑 流 式 水 電 廠 發(fā) 出 的 功 率 取 決 于 河 流 的 天 然 流 量 。 一 晝 夜 間 水 量

24、和 機 組發(fā) 出 功 率 基 本 不 變 。l 有 調(diào) 節(jié) 水 庫 的 水 電 廠 ： 運 行 方 式 取 決 于 水 庫 調(diào) 度 所 給 定 的 水 電 廠 耗 水 量 。 洪 水 季 節(jié) ， 滿 負 荷 運 行 。 來 水 多 ， 避 免 棄 水 。 枯 水 季 節(jié) ， 承 擔 急 劇 變 動 負 荷 。 來 水 少 ， 可 儲 存 根 據(jù) 水 庫 容 量 分 為 ： 日 、 年 、 多 年 等 調(diào) 節(jié) 方 式 ， 庫 容 越 大 ，調(diào) 節(jié) 能 力 越 強 。 所 謂 多 年 調(diào) 節(jié) ， 指 庫 容 足 夠 大 ， 可 存 儲 多年 的 多 余 水 量 ， 說 明 其 庫 容 調(diào) 節(jié) 能

25、力 強 。 27 5.2.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 運 行 特 點抽 水 蓄 能 水 電 廠 的 特 點l 抽 水 蓄 能 水 電 廠 ： 上 下 方 各 有 一 水 庫 。 系 統(tǒng) 負 荷 出 現(xiàn) 低 谷 時 ， 抽 水 至 上 水 庫 儲 蓄 水 能 系 統(tǒng) 負 荷 出 現(xiàn) 高 峰 時 ， 放 水 至 下 水 庫 同 時 發(fā) 電 抽 水 蓄 能 ， 放 水 發(fā) 電 循 環(huán) 的 總 效 率 只 有 70%， 但 由 于其 具 有 很 強 的 消 峰 填 谷 的 作 用 ， 可 以 使 火 電 廠 的 負 荷比 較 平 穩(wěn) ， 因 此 ， 當 系 統(tǒng) 的 有 功 調(diào) 節(jié) 能 力 不 足 ，

26、或 者存 在 核 電 廠 時 ， 應 該 考 慮 建 設 抽 水 蓄 能 水 電 廠 。 28 5.2.1.2 各 類 發(fā) 電 廠 的 合 理 組 合l 考 慮 調(diào) 節(jié) 性 能 與 能 力 的 組 合 順 序l 考 慮 網(wǎng) 絡 與 調(diào) 頻 要 求 的 組 合l 組 合 順 序 示 意 圖l 各 類 發(fā) 電 廠 的 日 負 荷 曲 線 29 5.2.1.2 各 類 發(fā) 電 廠 的 合 理 組 合考 慮 調(diào) 節(jié) 性 能 與 能 力 的 組 合 順 序 (1)各 類 發(fā) 電 廠 的 組 合 順 序 考 慮 調(diào) 節(jié) 效 率 /能 力u 火 電 廠 以 承 擔 基 本 不 變 的 負 荷 為 宜 ， 避

27、 免 頻 繁 調(diào) 節(jié) 。高 溫 高 壓 電 廠 優(yōu) 先 投 入 ， 其 次 是 中 溫 中 壓 電 廠 。u 原 子 能 電 廠 原 則 上 應 持 續(xù) 承 擔 額 定 容 量 負 荷 ， 運 行 費用 小u 無 調(diào) 節(jié) 水 庫 水 電 廠 的 全 部 功 率 和 有 調(diào) 節(jié) 水 庫 水 電 廠 的強 迫 功 率 應 首 先 投 入 。u 有 調(diào) 節(jié) 水 庫 水 電 廠 的 可 調(diào) 功 率 洪 水 季 節(jié) 先 投 入 ； 枯 水季 節(jié) 后 投 入 。u 抽 水 蓄 能 水 電 廠 低 谷 負 荷 時 當 負 荷 ， 高 峰 負 荷 時 當 電源 。 30 5.2.1 各 類 發(fā) 電 廠 的 合

28、 理 組 合考 慮 網(wǎng) 絡 與 調(diào) 頻 要 求 的 組 合l (2)不 能 忽 視 保 證 可 靠 供 電 、 降 低 網(wǎng) 損 、 維 持 良 好 的電 能 質(zhì) 量 和 足 夠 的 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 等 要 求 。l (3)負 荷 曲 線 的 最 高 處 是 肩 負 調(diào) 整 系 統(tǒng) 頻 率 任 務 的 發(fā)電 廠 的 工 作 位 置 。 負 荷 備 用 設 置 在 內(nèi) ， 枯 水 季節(jié) 由 大 水 電 廠 承 擔 調(diào) 頻 任 務 ， 豐 水 期 則 為 中 溫 中 壓 火電 廠 ， 抽 水 蓄 能 電 廠 在 其 發(fā) 電 期 間 也 可 以 參 與 調(diào) 頻 。 枯 水 期 豐 水 期 各 類

29、發(fā) 電 廠 的 日 負 荷 曲 線 33 5.3 電 力 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整基 本 概 念 與 基 本 計 算 方 法l 發(fā) 電 機 、 負 荷 與 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 定 義 及 物 理 意 義l 發(fā) 電 機 、 負 荷 與 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 的 計 算 公 式l 一 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 計 算 方 法l 二 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 計 算 方 法l 一 次 或 二 次 調(diào) 頻 時 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 聯(lián) 絡 線 功 率 調(diào) 整 量 的 計 算方 法l 調(diào) 頻 廠 應 滿 足 的 要 求 34 5.3 電 力

30、系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整l 5.3.1 頻 率 調(diào) 整 的 必 要 性l 5.3.2 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) 及 其 調(diào) 節(jié) 特 性l 5.3.3 頻 率 的 一 次 調(diào) 整l 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整l 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 電 廠 的 選 擇 35 5.3.1 頻 率 調(diào) 整 的 必 要 性(1)電 力 系 統(tǒng) 頻 率 變 動 對 用 戶 的 影 響u 頻 率 變 化 將 引 起 電 動 機 轉 速 的 變 化 ， 從 而 影 響 用 戶 的 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ；u 頻 率 的 不 穩(wěn) 定 將 會 影 響 電 子 設 備 的 工 作(2)頻 率 降 低 對 系 統(tǒng) 本

31、身 和 發(fā) 電 廠 的 影 響u 系 統(tǒng) 的 無 功 負 荷 將 增 大 ， 使 系 統(tǒng) 電 壓 水 平 下 降u 影 響 鍋 爐 的 正 常 運 行u 增 加 汽 輪 機 葉 片 損 壞 的 機 會u 發(fā) 電 機 定 子 和 轉 子 的 溫 升 都 將 增 加u 變 壓 器 的 鐵 芯 損 耗 和 勵 磁 電 流 都 將 增 大u 可 能 會 使 整 個 系 統(tǒng) 瓦 解 ， 造 成 大 面 積 停 電(3)調(diào) 整 頻 率 的 手 段 ：發(fā) 電 機 組 原 動 機 的 自 動 調(diào) 節(jié) 轉 速 系 統(tǒng)u 調(diào) 速 器 ： 進 行 頻 率 的 “ 一 次 調(diào) 整 ” ；u 調(diào) 頻 器 ： 進 行 頻

32、 率 的 “ 二 次 調(diào) 整 ” 。 36 5.3.2 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) 及 其 調(diào) 節(jié) 特 性l 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)（ 1） 原 理 圖（ 2） 頻 率 的 “ 一 次 調(diào) 整 ” 作 用 原 理（ 3） 頻 率 的 “ 二 次 調(diào) 整 ” 作 用 原 理l 5.3.2.2 電 源 有 功 功 率 靜 態(tài) 頻 率 特 性發(fā) 電 機 組 中 原 動 機 機 械 功 率 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性（ 1） 未 配 置 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性（ 2） 配 置 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)調(diào) 速 器 作 用 的 靜 態(tài) 頻 率 特

33、性調(diào) 頻 器 作 用 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 D1 E1C1F1 B1離 心 飛 擺 式 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)轉 速 偏 差 對 進 汽 /水 門 開 度的 負 反 饋 作 用負 荷轉 速 調(diào) 頻 器二 次 調(diào) 頻 油動機錯油門離 心 式 飛 擺 38 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)頻 率 的 “ 一 次 調(diào) 整 ” 作 用 原 理u 原 動 機 主 軸 帶 動 套 筒 ， 套 筒 帶 動 飛 擺 轉 動 ；u 機 組 負 荷 增 大 ， 轉 速 下 降 ， 飛 擺 向 轉 軸 靠 攏 ， A點 下移 到 A點 ； u 油 動 機 活 塞 兩 邊 油 壓 相

34、等 ， B點 不 動 ， 杠 桿 AB繞 B點逆 時 針 轉 動 到 A B， 使 C點 下 降 至 C。u 調(diào) 頻 器 不 動 時 ， D點 不 動 ， 杠 桿 DE繞 D點 順 時 針 轉 動到 DE， 使 F點 下 降 至 F和 E點 下 降 使 E 。 39 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)頻 率 的 “ 一 次 調(diào) 整 ” 作 用 原 理 （ 續(xù) ）u 錯 油 門 活 塞 下 移 使 油 管 a、 b的 小 孔 開 啟 ， 壓 力 油 經(jīng) b進入 油 動 機 活 塞 下 部 ， 活 塞 上 部 的 油 經(jīng) a流 入 錯 油 門 上 部 。u 油 動 機 活

35、塞 向 上 移 動 ， 使 汽 輪 機 的 調(diào) 節(jié) 汽 門 或 水 輪 機 的導 向 葉 片 開 度 增 大 ， 增 加 進 汽 量 或 進 水 量 。 相 應 使 機 組轉 速 上 升 ， A點 回 升 ， 提 升 C點 ； 同 時 ， 活 塞 上 移 ， 使杠 桿 AB繞 A逆 時 針 轉 動 ， 也 提 升 C點 。u 當 A點 回 升 到 A點 ， C點 回 升 C點 , E點 回 升 E時 ， 使油 管 a、 b的 小 孔 重 新 堵 住 ， 油 動 機 活 塞 停 止 移 動 。 40 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)頻 率 的 “ 一 次 調(diào) 整 ” 作

36、 用 原 理 （ 續(xù) ）u 調(diào) 節(jié) 過 程 結 束 時 ， 杠 桿 AB的 位 置 為 ACB。 C點 為 原位 置 ， B的 位 置 較 B高 ， A的 位 置 較 A略 低 。 相 應 的進 汽 量 或 進 水 量 較 原 來 多 ， 機 組 轉 速 較 原 來 略 低 。u 特 點 ： 調(diào) 速 器 的 一 次 頻 率 調(diào) 整 ， 一 定 是 有 差 調(diào) 節(jié) （ 調(diào)整 后 原 動 機 的 轉 速 或 頻 率 有 所 變 動 ， 轉 速 或 頻 率 偏 差不 為 0） 41 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng)頻 率 的 “ 二 次 調(diào) 整 ” 作 用 原 理u 調(diào) 頻

37、 器 轉 動 蝸 輪 、 蝸 桿 ， 抬 高 D點 ， 杠 桿 DE繞 F點 順 時針 轉 動 ；u 錯 油 門 活 塞 再 次 下 移 開 啟 小 孔 ， 在 油 壓 作 用 下 ， 油 動機 活 塞 再 次 向 上 移 動 ， 進 一 步 增 加 進 汽 或 進 水 量 。 機組 轉 速 上 升 ， 飛 擺 使 A點 由 點 A上 升 。u 油 動 機 活 塞 向 上 移 動 時 ， 杠 桿 AB繞 A逆 時 針 轉 動 ， 帶動 C、 F、 E點 上 移 ， 再 次 堵 塞 錯 油 門 小 孔 ， 結 束 調(diào) 節(jié)過 程 。u D點 位 移 選 擇 恰 當 ， A點 可 能 回 到 原 來

38、 位 置u 特 點 ： 可 以 實 現(xiàn) 有 差 調(diào) 節(jié) /無 差 調(diào) 節(jié) 42 5.3.2.2 電 源 有 功 功 率 靜 態(tài) 頻 率 特 性未 配 置 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 21 2 / / 2m mmP C f C fMM f u 機 組 轉 速 很 小 ， 蒸 汽 或水 在 葉 輪 上 加 的 轉 矩 很大 ， 功 率 輸 出 小 。u 機 組 轉 速 很 大 ， 蒸 汽 或水 在 葉 輪 上 加 的 轉 矩 很小 ， 功 率 輸 出 小u 額 定 條 件 時 轉 速 轉 矩 適中 ， 功 率 輸 出 最 大 線 性 直 線 二 次 曲 線 43 5.3.2

39、.2 電 源 有 功 功 率 靜 態(tài) 頻 率 特 性配 置 有 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) (一 次 調(diào) 頻 )（ 1） 頻 率 一 次 調(diào) 整 時 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 調(diào) 速 器 隨 機 組 轉 速 的 變 動 不 斷 改 變 進 汽 (水 )量 ， 相 應機 組 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 平 行 移 動 ， 使 原 動 機 的 運 行 點 不斷 從 一 根 靜 態(tài) 頻 率 特 性 曲 線 向 另 一 根 靜 態(tài) 頻 率 特 性 曲線 過 渡 。 連 接 不 同 曲 線 上 運 行 點 ,得 到 有 頻 率 一 次 調(diào) 整 時 的 靜態(tài) 頻 率 特 性 。 44 5.3.2.2 電 源

40、 有 功 功 率 靜 態(tài) 頻 率 特 性配 置 有 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) (一 次 調(diào) 頻 曲 線 )為 簡 化 分 析 ， 直 線 1-2代 替 曲 線 1-2， 直 線 2-3代 替 曲 線 2-3圖 5-24 一 次 調(diào) 整 時 原 動 機 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 進 汽 /水斜 線 ， 功 率 增 大 ， 頻 率 減 小 ， 有 差 調(diào) 節(jié)最 大 開 度 ， Pm不 變 45 5.3.2.2 電 源 有 功 功 率 靜 態(tài) 頻 率 特 性配 置 有 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) (二 次 調(diào) 頻 )（ 2） 頻 率 二 次 調(diào) 整 時 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 手 動 或 自 動 操

41、 作 調(diào) 頻 器 ， 改 變 機 組 進 汽 （ 水 ） 量 時 ，進 一 步 使 有 一 次 調(diào) 整 時 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 平 行 移 動 ， 相應 原 動 機 的 運 行 點 也 不 斷 從 僅 有 一 次 調(diào) 整 時 的 靜 態(tài) 頻率 特 性 曲 線 過 渡 另 一 根 曲 線 。 連 接 不 同 曲 線 上 的 運 行點 ， 得 到 有 頻 率 二 次 調(diào) 整 時 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 。 可 實 現(xiàn)有 差 或 無 差 調(diào) 節(jié) 。 46 5.3.2.2 電 源 有 功 功 率 靜 態(tài) 頻 率 特 性配 置 有 自 動 調(diào) 速 系 統(tǒng) (二 次 調(diào) 頻 曲 線 )圖 5-

42、25 有 二 次 調(diào) 整 時 原 動 機 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性無 差 調(diào) 節(jié) 有 差 調(diào) 節(jié)進 汽 /水近 似 直 線 -曲 線 - 47 5.3.3 頻 率 的 一 次 調(diào) 整l 5.3.3.1 原 動 機 和 綜 合 負 荷 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性l 5.3.3.2 發(fā) 電 機 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率l 5.3.3.3 發(fā) 電 機 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 與 機 組 調(diào) 差 系 數(shù)的 關 系l 5.3.3.4 負 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 和 頻 率 調(diào) 節(jié) 效 應l 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率l 5.3.3.6 算 例 分 析 48 5.3

43、.3.1 原 動 機 和 綜 合 負 荷 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性圖 5-26 靜 態(tài) 頻 率 特 性發(fā) 電 機 組 原 動 機 綜 合 負 荷 49 5.3.3.2 發(fā) 電 機 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率l 即 發(fā) 電 機 組 原 動 機 或 電 源 頻 率 特 性 的 斜 率l 意 義 ： 表 示 隨 頻 率 的 升 降 發(fā) 電 機 組 發(fā) 出 功 率 減 少 或 增加 的 量 fPK GG 發(fā) 電 機 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率單 位 ： MW/Hz， MW/(0.1Hz) * GG GN NP fK P f 標 幺 值* GNG G NPK K f 50 5.3.3.3 發(fā) 電 機

44、的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率與 機 組 調(diào) 差 系 數(shù) 的 關 系u單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 是 機 組 調(diào) 差 系 數(shù) 的 倒 數(shù)100%1* GK 1GK 100% 0 N Nf ff 100% NGNG fPK 調(diào) 差 系 數(shù)可 整 定汽 輪 發(fā) 電 機 組 ：%=3 5或 KG*=33.2 20水 輪 發(fā) 電 機 組 ：%=2 4或 KG*=50 25 51 5.3.3.4 負 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 和 頻 率 調(diào) 節(jié) 效 應u 負 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 為 負 荷 靜 態(tài) 頻 率 特 性 的 斜 率u 意 義 ： 隨 頻 率 的 升 降 負 荷 消 耗 功 率 增 加

45、 或 減 少 的 量u KL*不 能 整 定 ， 大 致 為 1.5fPK LL 負 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率單 位 ： MW/Hz， MW/(0.1Hz) * LL LN NP fK P f 標 幺 值 :額 定 條 件 下 負 荷 的 頻率 調(diào) 節(jié) 效 應 （ 一 定 頻 率 下 負荷 隨 頻 率 變 化 的 變 化 率 ）* LNL L NPK K f * LLL KfPdfdP 52 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率l 一 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 原 理 圖l 一 次 調(diào) 頻 的 發(fā) 電 機 與 負 荷 功 率 變 化 量l 一 次 調(diào) 頻 的

46、功 率 方 程 與 系 統(tǒng) 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 定 義l 系 統(tǒng) 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 的 補 充 說 明l N臺 機 組 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 計 算 公 式 53 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率一 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 原 理 圖圖 5-28 頻 率 的 一 次 調(diào) 整1GP LP 54 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率一 次 調(diào) 頻 的 發(fā) 電 機 與 負 荷 功 率 變 化 量1LO G LP P P u原 始 點 O點 ， 負 荷 突 然 增 加 PLO ； PL到 PLu機 組 功 率 不 能 及 時 變 動 ，

47、減 速 ， 系 統(tǒng) 頻 率 下 降 。調(diào) 速 器 動 作 ， 機 組 功 率 增 大u頻 率 下 降 ， 負 荷 減 少u新 運 行 點 為 O點 。 1 0GP 0LP 55 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率一 次 調(diào) 頻 的 功 率 方 程 與 系 統(tǒng) 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 定 義u 定 義 ： 系 統(tǒng) 負 荷 增 加 或 減 少 時 ， 頻 率 的 下 降 或 上 升 的 量u 負 荷 功 率 突 然 增 大 量 =機 組 功 率 增 大 量 負 荷 減 少 量u 功 率 增 大 和 頻 率 上 升 為 正 。1( )LO G L G LG L SP P P K f

48、K fK K f K f SLGLO KKKfP 功 率 增 大 功 率 減 小 頻 率 下 降LOSPf K 56 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率系 統(tǒng) 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 的 補 充 說 明u KS*的 基 準 功 率 取 為 系 統(tǒng) 原 始 運 行 狀 態(tài) 的 總 負 荷 。u 用 調(diào) 速 器 進 行 頻 率 的 一 次 調(diào) 整 只 能 限 制 周 期 較 短 、 幅度 較 小 的 負 荷 變 動 引 起 的 頻 率 偏 移 。 為 保 證 發(fā) 電 機 組 調(diào) 速 器 運 行 的 穩(wěn) 定 性 ， 不 能 采 用 過 小的 調(diào) 差 系 數(shù) 或 過 大 的 單 位 調(diào)

49、 節(jié) 功 率 原 因 ？ 無 法 根據(jù) 頻 率 變 化 確 定 機 組 功 率 增 量 。 系 統(tǒng) 中 有 些 機 組 滿 載 不 能 調(diào) 整 使 其 增 加 輸 出 功 率 ， 從而 使 全 系 統(tǒng) 發(fā) 電 機 組 的 等 值 調(diào) 差 系 數(shù) 增 大 57 5.3.3.5 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率N臺 機 組 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 計 算 公 式系 統(tǒng) 中 n臺 機 組 參 加 調(diào) 頻 時1i nGN GiiK K* *1 i nGN Gi GNi GNjiK K if P P 58 5.3.3.6 算 例 分 析l 例 5-5 (Page-208)單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 的

50、 計 算l 負 荷 突 變 時 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 計 算 （ 補 充 ）l 負 荷 突 變 時 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 物 理 意 義l 一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率 分 配 原 理 （ 補 充 ， 不 講 ）l 一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率 分 配 軌 跡l 一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率 分 配 計 算 過 程 59 5.3.3.6 算 例 分 析例 5-5(Page-208)單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 的 計 算* * LN GNiL L Gi GiN NP PK K K Kf f * * , ( %), ,L Gi GNi LNK K or P P已

51、知 ：求 解 ：解 ： S L GiK K K , ,L Gi SK K K充 分 理 解 機 組 不 能 參 加 調(diào) 頻 的 含 義 ： 機 組 滿 載 （ 空 載 ） 不能 增 加 （ 減 少 ） 功 率 。 因 此 ， 當 負 荷 增 加 （ 減 少 ） ， 滿 載（ 空 載 ） 機 組 時 不 能 參 加 調(diào) 頻 ， 相 應 其 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 為 0。 60 5.3.3.6 算 例 分 析負 荷 突 變 時 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 計 算 （ 補 充 ）* * LN GNiL L Gi Gi S L GiN NP PK K K K K K Kf f 0 * *, ,

52、( %), ,L L Gi GNi LNP K K or P P已 知 ：求 解 ： , ,G Lf P P 解 ： /LO Sf P K L LP K f Gi GiP K f 一 次 調(diào) 頻 后頻 率 和 功 率的 變 化 量 61 5.3.3.6 算 例 分 析負 荷 突 變 時 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 物 理 意 義功 率 頻 率 的 變 化 量 正 負 符 號 規(guī) 定 ：功 率 增 大 為 正 ,頻 率 上 升 為 正GP LPf 負 荷 突 然 增 大 PL0,經(jīng)機 組 及 負 荷 的 一 次 調(diào)頻 后 ， 運 行 點 從 0到0， 相 應 頻 率 、 發(fā) 電機 與 負 荷

53、 功 率 的 變 化量 為 f 、 PG和 PL；即 頻 率 下 降 了 |f|，發(fā) 電 機 輸 出 功 率 增 加了 PG ， 負 荷 功 率 下降 了 |PL| 。0G G GP P P 0L L LP P P 0f f f 一 次 調(diào) 頻 后 實 際的 頻 率 和 功 率 62 5.3.3.6 算 例 分 析一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率 分 配 原 理 （ 補 充 ）l 配 置 有 調(diào) 速 器 的 機 組 首 先 不 考 慮 功 率 調(diào) 整 量 是否 足 夠 ， 而 按 照 負 荷 突 變 量 確 定 系 統(tǒng) 頻 率 的 變化 量 及 各 機 組 功 率 的 調(diào) 整 量 。 若 機

54、 組 功 率 調(diào) 整量 大 于 其 最 大 可 調(diào) 量 ， 則 設 過 調(diào) 機 組 出 力 增 量為 最 大 可 調(diào) 量 。 以 此 計 算 一 次 功 率 分 配 對 應 的頻 率 調(diào) 整 量 和 系 統(tǒng) 功 率 調(diào) 整 量 。 然 后 計 算 二 次功 率 分 配 的 不 平 衡 功 率 ， 并 設 過 調(diào) 機 組 不 參 予調(diào) 頻 ， 修 正 系 統(tǒng) 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 ， 重 新 根 據(jù) 不 平衡 功 率 計 算 二 次 功 率 分 配 的 頻 率 調(diào) 整 量 、 機 組與 負 荷 的 功 率 調(diào) 整 量 。 63 5.3.3.6 算 例 分 析一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率

55、分 配 軌 跡 11f 12ff 1GK 0GK GNiP 0LP 1LPP 001 0f1f 11f12f 011012 LK11GP 11LP1 11 11S G LP P P 64 5.3.3.6 算 例 分 析一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率 分 配 計 算 過 程l 假 設 已 知 初 始 功 率 和 頻 率 0 0 0, ,Gi LP P fl 不 考 慮 發(fā) 電 機 調(diào) 整 量 是 否 足 夠 ， 則 一 次 調(diào)頻 結 束 后 的 實 際 功 率 和 頻 率 為0f f f 0L L LP P P 0Gi Gi GiP P P 65 5.3.3.6 算 例 分 析一 次 調(diào) 頻

56、 功 率 的 功 率 分 配 計 算 過 程 （ 續(xù) ）l 假 設 存 在 過 調(diào) 機 組 （ 調(diào) 整 功率 大 于 其 額 定 值 ） 1Gi GNiP Pl 則 一 次 調(diào) 頻 的 二 次 功 率 分 配 過 程 如 下 ：0Gi GNi GiP P P 11 /Gi Gif P K （ 1） 設 一 次 頻 率 過 程 中 的 一 次 功 率 分 配 對 應 過調(diào) 機 組 的 最 大 功 率 調(diào) 整 量 為 ：一 次 功 率 分 配 對 應 的 頻 率 調(diào) 整 量 為 ： 66 5.3.3.6 算 例 分 析一 次 調(diào) 頻 功 率 的 功 率 分 配 計 算 過 程 （ 續(xù) ）1 11S

57、 SP K f 1S S GiK K K （ 2） 二 次 功 率 分 配 時 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 整 功 率 修 正1 0 1L L SP P P 2 1 1/L Sf P K 一 次 功 率 分 配 結 束 后 系 統(tǒng) 的 功 率 調(diào) 整 量一 次 功 率 分 配 結 束 后 系 統(tǒng) 的 不 平 衡 功 率二 次 功 率 分 配 時 過 調(diào) 機組 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 為 0二 次 功 率 分 配 時 的 頻 率 變 化 量 67 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整l 二 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 原 理 圖l 二 次 調(diào) 頻 的 頻 率 調(diào) 整 量 計 算 公 式

58、l 二 次 調(diào) 頻 的 頻 率 調(diào) 整 量 計 算 公 式 推 廣l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 與 聯(lián) 絡 線 的 功 率 問 題l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 功 率 缺 額l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 與 聯(lián) 絡 線 的 功 率 方 程l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 與 聯(lián) 絡 線 功 率 計 算 公 式l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 功 率 缺 額 與 聯(lián) 絡 線 功 率 的 關 系 68 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整二 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 原 理 圖 一次曲線平移 69 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整二 次 調(diào) 頻 的 頻 率 調(diào) 整 量 計

59、算 公 式u 負 荷 突 然 增 大 量 =發(fā) 電 機 組 二 次 調(diào) 整 增 加 功 率 +一 次 調(diào) 整 增 加 功 率 - 負 荷 自 身 減 少 的 功 率 SLGGoLo KKKf PP Lo Go G LGo G LP P P PP K f K f 70 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整二 次 調(diào) 頻 的 頻 率 調(diào) 整 量 計 算 公 式 推 廣u n臺 機 組 進 行 一 次 調(diào) 整 ， 第 n臺 機 組 進 行 二 次 調(diào) 整 SLGNGnoLo KKKf PP u 功 率 缺 額 Lo Lo GnoP P P Lo SP K f u 雷 同 一 次 調(diào) 頻 71 5.

60、3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 與 聯(lián) 絡 線 的 功 率 問 題圖 5-29 兩 個 系 統(tǒng) 的 聯(lián) 合KAPGAPLA PabA BKBPGBPLB 72 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 功 率 缺 額l 定 義 ： KA、 KB（ 聯(lián) 合 前 A、 B兩 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功率 ） ， PLA 、 PLB為 A、 B兩 系 統(tǒng) 負 荷 功 率 突 變 量 ；PGA、 PGB為 A、 B兩 系 統(tǒng) 二 次 調(diào) 整 功 率 變 量 ； Pab為 聯(lián) 絡 線 上 交 換 功 率 變 量 ； PA 、 PB為 A、 B兩

61、系 統(tǒng)功 率 缺 額 變 量 ；PA =PLA -PGA， PB =PLB -PGB 73 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 與 聯(lián) 絡 線 的 功 率 方 程AAA fKP BBB fKP A ab AP P K f B ab BP P K f 聯(lián) 絡 線 的 功 率 從 A到 B。 對 A系 統(tǒng) ， 相當 于 負 荷 。 對 B系 統(tǒng) ， 相 當 于 電 源 。聯(lián) 合 前 聯(lián) 合 后電 源負 荷 74 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 與 聯(lián) 絡 線 功 率 計 算 公 式頻 率 偏 差 BA BA KK PPf BA

62、 ABBAab KK PKPKP 交 換 功 率 75 5.3.4 頻 率 的 二 次 調(diào) 整互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 功 率 缺 額 與 聯(lián) 絡 線 功 率 的 關 系 討 論 PA =0， 聯(lián) 絡 線 功 率 從 A到 B。 PB =0， 聯(lián) 絡 線 功 率 從 B到 A。 PB =-PA， f=0， Pab = -PA B系 統(tǒng) 功 率 缺 額 完 全 由 A系 統(tǒng) 增 發(fā) 的 功 率 所 抵 償 ， 可實 現(xiàn) 無 差 調(diào) 節(jié) ， 由 A經(jīng) 聯(lián) 絡 線 輸 送 到 B的 功 率 較 大 。 實 際 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 中 ， 各 子 系 統(tǒng) 必 須 同 時 保 證 其 聯(lián) 絡 線 功率 和 系 統(tǒng)

63、 頻 率 的 相 對 穩(wěn) 定 ， 當 頻 率 和 聯(lián) 絡 線 功 率 違 反約 束 時 ， 將 根 據(jù) 違 反 電 量 的 大 小 進 行 懲 罰 。 76 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇(1)調(diào) 頻 廠 應 滿 足 的 要 求u 調(diào) 整 容 量 足 夠 大u 調(diào) 整 速 度 足 夠 快u 調(diào) 整 范 圍 內(nèi) 的 經(jīng) 濟 性 能 較 好u 調(diào) 整 時 不 至 引 起 系 統(tǒng) 內(nèi) 部 或 聯(lián) 絡 線 工 作 困 難 (不 是 決定 因 素 ， 必 要 時 用 其 它 措 施 解 決 ） 77 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇(2)調(diào) 整 容 量u PGno =PLo+KSf

64、u 允 許 頻 率 偏 移 f通 常 已 知 ；u 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 KS通 常 可 求 ；u 負 荷 變 動 幅 度 具 有 隨 機 性 質(zhì) ， 統(tǒng) 計 資 料 表 明 負 荷 在 預計 值 附 近 隨 機 變 動 的 概 率 分 布 屬 正 態(tài) 分 布 。 78 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇 其 標 準 差 的 百 分 值 大 體 與 系 統(tǒng) 容 量 的 平 方 根 成反 比 。 如 頻 率 偏 移 保 持 在 允 許 范 圍 內(nèi) 的 概 率 達 0.95， 則負 荷 變 動 幅 度 應 按 2 考 慮u考 慮 高 峰 (低 谷 )負 荷 時 負 荷 監(jiān) 視

65、 廠 調(diào) 整 不 及 時 或預 計 的 負 荷 不 夠 準 確 ， 可 適 當 放 大 求 得 調(diào) 整 容 量 。 79 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇u 調(diào) 頻 廠 的 容 量l 火 電 廠 的 可 調(diào) 容 量 受 鍋 爐 最 小 負 荷 限 制 高 溫 高 壓 電 廠 可 調(diào) 容 量 為 額 定 容 量 的 30% 中 溫 中 壓 電 廠 可 調(diào) 容 量 為 額 定 容 量 的 75%l 水 電 廠 的 可 調(diào) 容 量 受 下 游 釋 放 水 量 的 限 制 和 水 輪 機 技術 最 小 負 荷 的 限 制 ， 可 認 為 水 電 廠 可 調(diào) 容 量 為 額 定 容量 的 50

66、% 80 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇(3)調(diào) 整 速 度u 容 量 為 5000MW的 系 統(tǒng) 負 荷 上 升 速 度 達 15 20MW/minu 火 電 廠 中 限 制 調(diào) 整 速 度 的 主 要 是 汽 輪 機 高 溫 高 壓 鍋 爐 從 70% 80%額 定 負 荷 上 升 至 滿 負 荷 需1 5min 中 溫 中 壓 鍋 爐 從 50%額 定 負 荷 上 升 至 滿 負 荷 僅 需 1min 81 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇 汽 輪 機 在 50% 100%額 定 負 荷 范 圍 內(nèi) ， 每 分 鐘僅 達 2% 5%u水 輪 機 負 荷 變 動 的 速 度 高 ， 每 分 鐘 可 達 50%400%u原 子 能 電 廠 調(diào) 整 速 度 不 低 于 火 電 廠 ， 但 不 作 為調(diào) 頻 廠u水 電 廠 作 為 調(diào) 頻 廠 經(jīng) 濟 性 上 較 合 理 82 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇(4)多 個 調(diào) 頻 廠 的 選 擇當 僅 由 一 個 電 廠 擔 負 調(diào) 頻 任 務 ， 其 調(diào) 整 容 量 不 能 滿 足要 求 時 ， 可 確