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(guān) 系 （ 補(bǔ) 充 ）u本 章 主 要 內(nèi) 容 及 其 關(guān) 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(jī) 組 的 有 功 平 衡 ： 發(fā) 電 機(jī) 的 電 磁 功 率PGi與 原 動(dòng) 機(jī) 的 機(jī) 械 功 率 PTi之 間 的 平 衡 。原 動(dòng) 機(jī) 慣 性 大 ， 有 功 調(diào) 節(jié) 慢 ， 無(wú) 法 時(shí) 刻 保 持 與瞬 變 負(fù) 荷 及

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

3、系 4 本 章 主 要 內(nèi) 容 及 其 關(guān) 系目 標(biāo) ： 保 證 頻 率 的 質(zhì) 量 與 穩(wěn) 定 ， 滿(mǎn) 足 有 功 調(diào) 度 的 經(jīng) 濟(jì) 性 與 可 靠 性 要 求負(fù) 荷 的 變 動(dòng) 類(lèi) 型頻 率 的 調(diào) 整 方 法發(fā) 電 機(jī) 的 電 磁 功 率 變 化 類(lèi) 型原 動(dòng) 機(jī) 的 有 功 調(diào) 整 方 法 各 類(lèi) 機(jī) 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(guān) 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(fù) 荷 變 動(dòng) 的 類(lèi) 型 及 其 特 點(diǎn) ？l 頻 率 調(diào) 整 的 方 法 及 其 特 點(diǎn) ？l 負(fù) 荷 變 動(dòng) 與 頻 率 調(diào) 整 的 關(guān) 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(fù) 荷 備 用 （ 事 故 備 用 、 檢 修備 用 、 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 備 用 ） ？l 兩 類(lèi) 備 用 容 量 的 關(guān) 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(fù) 荷 的 變 動(dòng) 和 調(diào) 整 控 制（ 1） 有 功

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

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

7、器 (第 二 種 負(fù) 荷的 變 動(dòng) )。 調(diào) 頻 廠u 頻 率 的 三 次 調(diào) 整 ： 按 最 優(yōu) 化 準(zhǔn) 則 分 配 第 三 種 有 規(guī) 律 變動(dòng) 的 負(fù) 荷 ， 即 責(zé) 成 各 發(fā) 電 廠 按 事 先 給 定 的 發(fā) 電 負(fù) 荷 曲線 發(fā) 電 。u 負(fù) 荷 側(cè) 管 理 ： 個(gè) 別 負(fù) 荷 大 量 或 長(zhǎng) 時(shí) 間 超 計(jì) 劃 用 電 以 致影 響 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 質(zhì) 量 時(shí) ， 由 系 統(tǒng) 管 理 部 門(mén) 在 遠(yuǎn) 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(jià) 補(bǔ) 償 方 式 調(diào) 整 負(fù) 荷 功 率 ， 以 實(shí)

8、現(xiàn) 削 峰 填谷 目 標(biāo) 。 電 力 系 統(tǒng)中 負(fù) 荷 變動(dòng) 的 幅 度愈 大 ， 周期 就 愈 長(zhǎng) 。 圖 5-2 調(diào) 頻 任 務(wù) 的 分 配P 11 5.1.2 有 功 功 率 負(fù) 荷 曲 線 的 預(yù) 測(cè)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(jì) 分 析 方 法 回 歸 分 析 法 ， 時(shí) 間 序 列 分 析法 等 。 （ 不 講 ） 12 5.1.2 有 功 功 率 負(fù) 荷 曲 線 的 預(yù) 計(jì)傳 統(tǒng) 方 法u 收 集 未 來(lái) 若 干 天 的 預(yù) 計(jì) 負(fù) 荷 (大 用 電 量 用 戶(hù) )；u 參 照 長(zhǎng) 期

9、積 累 的 實(shí) 測(cè) 數(shù) 據(jù) ， 匯 總 調(diào) 整 用 電 負(fù) 荷 ；u 計(jì) 入 網(wǎng) 絡(luò) 損 耗 ： 一 般 約 為 系 統(tǒng) 總 負(fù) 荷 的 6% 10%不 變 損 耗 ： 與 負(fù) 荷 大 小 無(wú) 關(guān) (變 壓 器 空 載 損 耗 )可 變 損 耗 ： 與 負(fù) 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(yīng) 必 須 考 慮 可 投 入 的 發(fā) 電 設(shè)備 和 發(fā) 電 容 量 ，u 特 別 注 意 氣 象 條 件 變 化 對(duì) 負(fù) 荷 曲 線 的 影 響 。u 實(shí) 測(cè) 負(fù) 荷 曲 線 形 成

10、 以 后 ， 還 需 要 負(fù) 荷 曲 線 的 加 工 。 13 圖 5-3 負(fù) 荷 曲 線 加 工 加 工 原 則 ：實(shí) 測(cè) 曲 線 加工 前 后 ， 最大 和 最 小 負(fù)荷 特 征 及 曲線 下 的 面 積應(yīng) 一 致 。5.1.2 有 功 功 率 負(fù) 荷 曲 線 的 預(yù) 計(jì)負(fù) 荷 曲 線 的 加 工 實(shí) 測(cè) 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(fù) 荷 備 用 、 事 故 備 用 、 檢 修 備 用 、 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 備 用各 種 備

11、 用 容 量 的 關(guān) 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(jī) 容 量 定 期 停 機(jī) 檢 修 水 電 廠 的 發(fā) 電 機(jī) 因 水 頭 極 度 降 低 不 能 按 額 定 容 量 發(fā) 電u 各 發(fā) 電 廠 預(yù) 計(jì) 可 投 入 運(yùn) 行 的 發(fā) 電 機(jī) 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(fù) 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(fù) 荷 的 部分 。u 熱 備 用 (旋 轉(zhuǎn) 備 用 )： 運(yùn) 轉(zhuǎn) 中 的 發(fā) 電 設(shè) 備 可 能 發(fā) 的 最 大 功率 與 系 統(tǒng) 發(fā) 電 負(fù) 荷 之 差 。u 冷 備 用 ： 未 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 發(fā) 電 設(shè) 備 可 能 發(fā) 的 最 大 功 率 。 檢 修 中的 發(fā) 電 設(shè) 備 不 屬 冷 備 用 。 發(fā) 電 設(shè) 備 從 “ 冷 狀 態(tài) ” 至 投 入系 統(tǒng) 發(fā) 出 額 定 功 率 所 需 時(shí) 間 幾 分 鐘 （ 水 電 常

13、） 或 十 余 小時(shí) （ 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(jì) 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(fù) 荷 備 用 ： 調(diào) 整 系 統(tǒng) 中 的 短 時(shí) 負(fù) 荷 波 動(dòng) 并 擔(dān) 負(fù) 計(jì) 劃 外 的 負(fù) 荷 增 加而 設(shè) 置 的 備 用 。 負(fù) 荷 備 用 設(shè) 置 在 調(diào) 頻 廠 內(nèi) ,取 最 大 負(fù) 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(hù) 在 發(fā) 電

14、設(shè) 備 發(fā) 生 偶 然 性 事 故 時(shí) 不 受 嚴(yán) 重 影響 ， 維 持 系 統(tǒng) 正 常 供 電 需 要 的 備 用 。 取 最 大 負(fù) 荷 的 5% 10%， 但不 得 小 于 系 統(tǒng) 中 最 大 機(jī) 組 的 容 量 。u 檢 修 備 用 ： 使 系 統(tǒng) 中 的 發(fā) 電 設(shè) 備 能 定 期 檢 修 而 設(shè) 置 的 備 用 。 系 統(tǒng)負(fù) 荷 季 節(jié) 性 低 落 期 間 和 節(jié) 假 日 安 排 不 下 所 有 設(shè) 備 的 大 小 檢 修 時(shí) 才設(shè) 置 專(zhuān) 門(mén) 的 檢 修 備 用 。u 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 備 用 ： 計(jì) 及 負(fù) 荷 的 超 計(jì) 劃 增 長(zhǎng) 而 設(shè) 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(guān) 系u 負(fù) 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(guò) 檢 查 年 最 大 負(fù) 荷 曲 線 來(lái) 確 定 ）u 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 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(shè) 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(wèn) 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(lèi) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn) ？l 各 類(lèi) 電 廠 的 投 切 費(fèi) 用 特 點(diǎn) ？l 各 類(lèi) 電 廠 的 運(yùn) 行 費(fèi) 用 ？ 水 -原 子 能 -火l 什 么 是 水 電 廠 與 熱 電 廠 的 強(qiáng) 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(fù) 荷 的 最 優(yōu) 分 配l 5.2.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn) 和 合 理 組 合l 5.2.2 最 優(yōu) 分 配 負(fù) 荷 時(shí) 的 目 標(biāo) 函 數(shù) 和 約 束 條 件 （ 略 ）l 5

17、.2.3 最 優(yōu) 分 配 負(fù) 荷 時(shí) 的 等 耗 量 微 增 率 準(zhǔn) 則 (火 電 )（ 略 ）l 5.2.4 等 耗 量 微 增 率 準(zhǔn) 則 的 推 廣 運(yùn) 用 （ 水 火 電 ） （ 略 ）l 5.2.5 網(wǎng) 絡(luò) 損 耗 的 修 正 （ 略 ）l 5.2.6 電 力 市 場(chǎng) 及 其 對(duì) 電 力 系 統(tǒng) 經(jīng) 濟(jì) 運(yùn) 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(gè) 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(shè) 備 或 發(fā) 電廠 的 合 理 組 合 ， 即 機(jī) 組 的 最 優(yōu) 啟

18、 停 調(diào) 度 （ 日 調(diào) 度 問(wèn) 題 ） 。主 要 涉 及 冷 熱 備 用 容 量 的 合 理 分 布 問(wèn) 題 。l （ 2） 有 功 功 率 負(fù) 荷 的 最 優(yōu) 分 配 ： 有 功 功 率 負(fù) 荷 在 各 個(gè) 正在 運(yùn) 行 的 發(fā) 電 設(shè) 備 或 發(fā) 電 廠 之 間 的 合 理 分 配 ， 即 負(fù) 荷 的 經(jīng)濟(jì) 調(diào) 度 或 者 最 優(yōu) 潮 流 問(wèn) 題 。 主 要 涉 及 熱 備 用 容 量 的 合 理 分布 問(wèn) 題 。l 目 標(biāo) 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(jī) 組 的 運(yùn) 行 特 性 約 束 、 網(wǎng) 絡(luò) 安 全 約 束 、 水 庫(kù) 流 量 約 束 等 22 5.2.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn) 和 合 理 組 合l 5.2.1.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn)（ 1） 火 力 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn)（ 2） 原 子 能 發(fā) 電 廠 的 特 點(diǎn)（ 3） 水 力 發(fā) 電 廠 的 特 點(diǎn)（ 4） 無(wú) 調(diào) 節(jié) 和 有 調(diào) 節(jié) 水 電 廠 的 特 點(diǎn)（ 5） 抽 水 蓄 能 水 電 廠 的 特 點(diǎn)l 5.2.1.2 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 合 理 組 合 23 5.2.1.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠

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

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

22、、 費(fèi) 時(shí) 、 易 于 損 壞 設(shè) 備u原 子 能 發(fā) 電 廠 的 一 次 投 資 大 ， 運(yùn) 行 費(fèi) 用 小 。 25 5.2.1.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn)水 力 發(fā) 電 廠 的 特 點(diǎn)u 水 電 廠 的 強(qiáng) 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(shí) 發(fā) 出 的 功 率 。u 水 輪 機(jī) 也 有 技 術(shù) 最 小 負(fù) 荷 ， 其 值 因 水 電 廠 的 具 體 條 件 而異 。u 水 輪 機(jī) 的 投 切 或 承 擔(dān) 急 劇 變 動(dòng) 負(fù) 荷 時(shí) 操 作 簡(jiǎn) 單 ， 不 會(huì) 耗費(fèi) 很 多 能 量 和 花 費(fèi) 很

23、多 時(shí) 間 。u 水 電 廠 水 頭 過(guò) 分 低 落 時(shí) ， 水 輪 發(fā) 電 機(jī) 組 可 發(fā) 的 功 率 要 降低 。u 水 電 廠 按 其 有 無(wú) 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 、 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 的 大 小 或 其 功 能 分為 無(wú) 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(lèi) 26 5.2.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn)無(wú) 調(diào) 節(jié) 和 有 調(diào) 節(jié) 水 電 廠 的 分 類(lèi) 特 點(diǎn)l 無(wú) 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 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(jī) 組發(fā) 出 功 率 基 本 不 變 。l 有 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 的 水 電 廠 ： 運(yùn) 行 方 式 取 決 于 水 庫(kù) 調(diào) 度 所 給 定 的 水 電 廠 耗 水 量 。 洪 水 季 節(jié) ， 滿(mǎn) 負(fù) 荷 運(yùn) 行 。 來(lái) 水 多 ， 避 免 棄 水 。 枯 水 季 節(jié) ， 承 擔(dān) 急 劇 變 動(dòng) 負(fù) 荷 。 來(lái) 水 少 ， 可 儲(chǔ) 存 根 據(jù) 水 庫(kù) 容 量 分 為 ： 日 、 年 、 多 年 等 調(diào) 節(jié) 方 式 ， 庫(kù) 容 越 大 ，調(diào) 節(jié) 能 力 越 強(qiáng) 。 所 謂 多 年 調(diào) 節(jié) ， 指 庫(kù) 容 足 夠 大 ， 可 存 儲(chǔ) 多年 的 多 余 水 量 ， 說(shuō) 明 其 庫(kù) 容 調(diào) 節(jié) 能

25、力 強(qiáng) 。 27 5.2.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 運(yùn) 行 特 點(diǎn)抽 水 蓄 能 水 電 廠 的 特 點(diǎn)l 抽 水 蓄 能 水 電 廠 ： 上 下 方 各 有 一 水 庫(kù) 。 系 統(tǒng) 負(fù) 荷 出 現(xiàn) 低 谷 時(shí) ， 抽 水 至 上 水 庫(kù) 儲(chǔ) 蓄 水 能 系 統(tǒng) 負(fù) 荷 出 現(xiàn) 高 峰 時(shí) ， 放 水 至 下 水 庫(kù) 同 時(shí) 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(qiáng) 的 消 峰 填 谷 的 作 用 ， 可 以 使 火 電 廠 的 負(fù) 荷比 較 平 穩(wěn) ， 因 此 ， 當(dāng) 系 統(tǒng) 的 有 功 調(diào) 節(jié) 能 力 不 足 ，

26、或 者存 在 核 電 廠 時(shí) ， 應(yīng) 該 考 慮 建 設(shè) 抽 水 蓄 能 水 電 廠 。 28 5.2.1.2 各 類(lèi) 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(luò) 與 調(diào) 頻 要 求 的 組 合l 組 合 順 序 示 意 圖l 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 日 負(fù) 荷 曲 線 29 5.2.1.2 各 類(lèi) 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(lèi) 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(dān) 基 本 不 變 的 負(fù) 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(yīng) 持 續(xù) 承 擔(dān) 額 定 容 量 負(fù) 荷 ， 運(yùn) 行 費(fèi)用 小u 無(wú) 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 水 電 廠 的 全 部 功 率 和 有 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 水 電 廠 的強(qiáng) 迫 功 率 應(yīng) 首 先 投 入 。u 有 調(diào) 節(jié) 水 庫(kù) 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(fù) 荷 時(shí) 當(dāng) 負(fù) 荷 ， 高 峰 負(fù) 荷 時(shí) 當(dāng) 電源 。 30 5.2.1 各 類(lèi) 發(fā) 電 廠 的 合

28、 理 組 合考 慮 網(wǎng) 絡(luò) 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(fù) 荷 曲 線 的 最 高 處 是 肩 負(fù) 調(diào) 整 系 統(tǒng) 頻 率 任 務(wù) 的 發(fā)電 廠 的 工 作 位 置 。 負(fù) 荷 備 用 設(shè) 置 在 內(nèi) ， 枯 水 季節(jié) 由 大 水 電 廠 承 擔(dān) 調(diào) 頻 任 務(wù) ， 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(lèi)

29、發(fā) 電 廠 的 日 負(fù) 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(jì) 算 方 法l 發(fā) 電 機(jī) 、 負(fù) 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(jī) 、 負(fù) 荷 與 系 統(tǒng) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 的 計(jì) 算 公 式l 一 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 計(jì) 算 方 法l 二 次 調(diào) 頻 的 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 計(jì) 算 方 法l 一 次 或 二 次 調(diào) 頻 時(shí) 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 聯(lián) 絡(luò) 線 功 率 調(diào) 整 量 的 計(jì) 算方 法l 調(diào) 頻 廠 應(yīng) 滿(mǎn) 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(dòng) 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(dòng) 對(duì) 用 戶(hù) 的 影 響u 頻 率 變 化 將 引 起 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 的 變 化 ， 從 而 影 響 用 戶(hù) 的 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ；u 頻 率 的 不 穩(wěn) 定 將 會(huì) 影 響 電 子 設(shè) 備 的 工 作(2)頻 率 降 低 對(duì) 系 統(tǒng) 本

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

32、 率 的 “ 二 次 調(diào) 整 ” 。 36 5.3.2 自 動(dòng) 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(dòng) 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(jī) 組 中 原 動(dòng) 機(jī) 機(jī) 械 功 率 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性（ 1） 未 配 置 自 動(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性（ 2） 配 置 自 動(dòng) 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(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng)轉(zhuǎn) 速 偏 差 對(duì) 進(jìn) 汽 /水 門(mén) 開(kāi) 度的 負(fù) 反 饋 作 用負(fù) 荷轉(zhuǎn) 速 調(diào) 頻 器二 次 調(diào) 頻 油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門(mén)離 心 式 飛 擺 38 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng)頻 率 的 “ 一 次 調(diào) 整 ” 作 用 原 理u 原 動(dòng) 機(jī) 主 軸 帶 動(dòng) 套 筒 ， 套 筒 帶 動(dòng) 飛 擺 轉(zhuǎn) 動(dòng) ；u 機(jī) 組 負(fù) 荷 增 大 ， 轉(zhuǎn) 速 下 降 ， 飛 擺 向 轉(zhuǎn) 軸 靠 攏 ， A點(diǎn) 下移 到 A點(diǎn) ； u 油 動(dòng) 機(jī) 活 塞 兩 邊 油 壓 相

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

35、塞 向 上 移 動(dòng) ， 使 汽 輪 機(jī) 的 調(diào) 節(jié) 汽 門(mén) 或 水 輪 機(jī) 的導(dǎo) 向 葉 片 開(kāi) 度 增 大 ， 增 加 進(jìn) 汽 量 或 進(jìn) 水 量 。 相 應(yīng) 使 機(jī) 組轉(zhuǎn) 速 上 升 ， A點(diǎn) 回 升 ， 提 升 C點(diǎn) ； 同 時(shí) ， 活 塞 上 移 ， 使杠 桿 AB繞 A逆 時(shí) 針 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 也 提 升 C點(diǎn) 。u 當(dāng) A點(diǎn) 回 升 到 A點(diǎn) ， C點(diǎn) 回 升 C點(diǎn) , E點(diǎn) 回 升 E時(shí) ， 使油 管 a、 b的 小 孔 重 新 堵 住 ， 油 動(dòng) 機(jī) 活 塞 停 止 移 動(dòng) 。 40 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動(dòng) 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(guò) 程 結(jié) 束 時(shí) ， 杠 桿 AB的 位 置 為 ACB。 C點(diǎn) 為 原位 置 ， B的 位 置 較 B高 ， A的 位 置 較 A略 低 。 相 應(yīng) 的進(jìn) 汽 量 或 進(jìn) 水 量 較 原 來(lái) 多 ， 機(jī) 組 轉(zhuǎn) 速 較 原 來(lái) 略 低 。u 特 點(diǎn) ： 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(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 或 頻 率 有 所 變 動(dòng) ， 轉(zhuǎn) 速 或 頻 率 偏 差不 為 0） 41 5.3.2.1 離 心 飛 擺 式 自 動(dòng) 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(zhuǎn) 動(dòng) 蝸 輪 、 蝸 桿 ， 抬 高 D點(diǎn) ， 杠 桿 DE繞 F點(diǎn) 順 時(shí)針 轉(zhuǎn) 動(dòng) ；u 錯(cuò) 油 門(mén) 活 塞 再 次 下 移 開(kāi) 啟 小 孔 ， 在 油 壓 作 用 下 ， 油 動(dòng)機(jī) 活 塞 再 次 向 上 移 動(dòng) ， 進(jìn) 一 步 增 加 進(jìn) 汽 或 進(jìn) 水 量 。 機(jī)組 轉(zhuǎn) 速 上 升 ， 飛 擺 使 A點(diǎn) 由 點(diǎn) A上 升 。u 油 動(dòng) 機(jī) 活 塞 向 上 移 動(dòng) 時(shí) ， 杠 桿 AB繞 A逆 時(shí) 針 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 帶動(dòng) C、 F、 E點(diǎn) 上 移 ， 再 次 堵 塞 錯(cuò) 油 門(mén) 小 孔 ， 結(jié) 束 調(diào) 節(jié)過(guò) 程 。u D點(diǎn) 位 移 選 擇 恰 當(dāng) ， A點(diǎn) 可 能 回 到 原 來(lái)

38、 位 置u 特 點(diǎn) ： 可 以 實(shí) 現(xiàn) 有 差 調(diào) 節(jié) /無(wú) 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(dòng) 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(jī) 組 轉(zhuǎn) 速 很 小 ， 蒸 汽 或水 在 葉 輪 上 加 的 轉(zhuǎn) 矩 很大 ， 功 率 輸 出 小 。u 機(jī) 組 轉(zhuǎn) 速 很 大 ， 蒸 汽 或水 在 葉 輪 上 加 的 轉(zhuǎn) 矩 很小 ， 功 率 輸 出 小u 額 定 條 件 時(shí) 轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn) 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(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng) (一 次 調(diào) 頻 )（ 1） 頻 率 一 次 調(diào) 整 時(shí) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 調(diào) 速 器 隨 機(jī) 組 轉(zhuǎn) 速 的 變 動(dòng) 不 斷 改 變 進(jìn) 汽 (水 )量 ， 相 應(yīng)機(jī) 組 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 平 行 移 動(dòng) ， 使 原 動(dòng) 機(jī) 的 運(yùn) 行 點(diǎn) 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(guò) 渡 。 連 接 不 同 曲 線 上 運(yùn) 行 點(diǎn) ,得 到 有 頻 率 一 次 調(diào) 整 時(shí) 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(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng) (一 次 調(diào) 頻 曲 線 )為 簡(jiǎn) 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(shí) 原 動(dòng) 機(jī) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 進(jìn) 汽 /水斜 線 ， 功 率 增 大 ， 頻 率 減 小 ， 有 差 調(diào) 節(jié)最 大 開(kāi) 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(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng) (二 次 調(diào) 頻 )（ 2） 頻 率 二 次 調(diào) 整 時(shí) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 手 動(dòng) 或 自 動(dòng) 操

41、 作 調(diào) 頻 器 ， 改 變 機(jī) 組 進(jìn) 汽 （ 水 ） 量 時(shí) ，進(jìn) 一 步 使 有 一 次 調(diào) 整 時(shí) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 平 行 移 動(dòng) ， 相應(yīng) 原 動(dòng) 機(jī) 的 運(yùn) 行 點(diǎn) 也 不 斷 從 僅 有 一 次 調(diào) 整 時(shí) 的 靜 態(tài) 頻率 特 性 曲 線 過(guò) 渡 另 一 根 曲 線 。 連 接 不 同 曲 線 上 的 運(yùn) 行點(diǎn) ， 得 到 有 頻 率 二 次 調(diào) 整 時(shí) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性 。 可 實(shí) 現(xiàn)有 差 或 無(wú) 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(dòng) 調(diào) 速 系 統(tǒng) (二 次 調(diào) 頻 曲 線 )圖 5-

42、25 有 二 次 調(diào) 整 時(shí) 原 動(dòng) 機(jī) 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性無(wú) 差 調(diào) 節(jié) 有 差 調(diào) 節(jié)進(jìn) 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(dòng) 機(jī) 和 綜 合 負(fù) 荷 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性l 5.3.3.2 發(fā) 電 機(jī) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率l 5.3.3.3 發(fā) 電 機(jī) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 與 機(jī) 組 調(diào) 差 系 數(shù)的 關(guān) 系l 5.3.3.4 負(fù) 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 和 頻 率 調(diào) 節(jié) 效 應(yīng)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(dòng) 機(jī) 和 綜 合 負(fù) 荷 的 靜 態(tài) 頻 率 特 性圖 5-26 靜 態(tài) 頻 率 特 性發(fā) 電 機(jī) 組 原 動(dòng) 機(jī) 綜 合 負(fù) 荷 49 5.3.3.2 發(fā) 電 機(jī) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率l 即 發(fā) 電 機(jī) 組 原 動(dòng) 機(jī) 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(jī) 組 發(fā) 出 功 率 減 少 或 增加 的 量 fPK GG 發(fā) 電 機(jī) 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率單 位 ： MW/Hz， MW/(0.1Hz) * GG GN NP fK P f 標(biāo) 幺 值* GNG G NPK K f 50 5.3.3.3 發(fā) 電 機(jī)

44、的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率與 機(jī) 組 調(diào) 差 系 數(shù) 的 關(guān) 系u單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 是 機(jī) 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(jī) 組 ：%=3 5或 KG*=33.2 20水 輪 發(fā) 電 機(jī) 組 ：%=2 4或 KG*=50 25 51 5.3.3.4 負(fù) 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 和 頻 率 調(diào) 節(jié) 效 應(yīng)u 負(fù) 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 為 負(fù) 荷 靜 態(tài) 頻 率 特 性 的 斜 率u 意 義 ： 隨 頻 率 的 升 降 負(fù) 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(fù) 荷 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率單 位 ： MW/Hz， MW/(0.1Hz) * LL LN NP fK P f 標(biāo) 幺 值 :額 定 條 件 下 負(fù) 荷 的 頻率 調(diào) 節(jié) 效 應(yīng) （ 一 定 頻 率 下 負(fù)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(jī) 與 負(fù) 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(bǔ) 充 說(shuō) 明l N臺(tái) 機(jī) 組 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 計(jì) 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(jī) 與 負(fù) 荷 功 率 變 化 量1LO G LP P P u原 始 點(diǎn) O點(diǎn) ， 負(fù) 荷 突 然 增 加 PLO ； PL到 PLu機(jī) 組 功 率 不 能 及 時(shí) 變 動(dòng) ，

47、減 速 ， 系 統(tǒng) 頻 率 下 降 。調(diào) 速 器 動(dòng) 作 ， 機(jī) 組 功 率 增 大u頻 率 下 降 ， 負(fù) 荷 減 少u(mài)新 運(yùn) 行 點(diǎn) 為 O點(diǎn) 。 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(fù) 荷 增 加 或 減 少 時(shí) ， 頻 率 的 下 降 或 上 升 的 量u 負(fù) 荷 功 率 突 然 增 大 量 =機(jī) 組 功 率 增 大 量 負(fù) 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(bǔ) 充 說(shuō) 明u KS*的 基 準(zhǔn) 功 率 取 為 系 統(tǒng) 原 始 運(yùn) 行 狀 態(tài) 的 總 負(fù) 荷 。u 用 調(diào) 速 器 進(jìn) 行 頻 率 的 一 次 調(diào) 整 只 能 限 制 周 期 較 短 、 幅度 較 小 的 負(fù) 荷 變 動(dòng) 引 起 的 頻 率 偏 移 。 為 保 證 發(fā) 電 機(jī) 組 調(diào) 速 器 運(yùn) 行 的 穩(wěn) 定 性 ， 不 能 采 用 過(guò) 小的 調(diào) 差 系 數(shù) 或 過(guò) 大 的 單 位 調(diào)

49、 節(jié) 功 率 原 因 ？ 無(wú) 法 根據(jù) 頻 率 變 化 確 定 機(jī) 組 功 率 增 量 。 系 統(tǒng) 中 有 些 機(jī) 組 滿(mǎn) 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(jī) 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(tái) 機(jī) 組 的 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 計(jì) 算 公 式系 統(tǒng) 中 n臺(tái) 機(jī) 組 參 加 調(diào) 頻 時(shí)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(jì) 算l 負(fù) 荷 突 變 時(shí) 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 計(jì) 算 （ 補(bǔ) 充 ）l 負(fù) 荷 突 變 時(shí) 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(bǔ) 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(jì) 算 過(guò) 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(jì) 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(jī) 組 不 能 參 加 調(diào) 頻 的 含 義 ： 機(jī) 組 滿(mǎn) 載 （ 空 載 ） 不能 增 加 （ 減 少 ） 功 率 。 因 此 ， 當(dāng) 負(fù) 荷 增 加 （ 減 少 ） ， 滿(mǎn) 載（ 空 載 ） 機(jī) 組 時(shí) 不 能 參 加 調(diào) 頻 ， 相 應(yīng) 其 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 為 0。 60 5.3.3.6 算 例 分 析負(fù) 荷 突 變 時(shí) 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 計(jì) 算 （ 補(bǔ) 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(fù) 荷 突 變 時(shí) 功 率 頻 率 調(diào) 整 量 的 物 理 意 義功 率 頻 率 的 變 化 量 正 負(fù) 符 號(hào) 規(guī) 定 ：功 率 增 大 為 正 ,頻 率 上 升 為 正GP LPf 負(fù) 荷 突 然 增 大 PL0,經(jīng)機(jī) 組 及 負(fù) 荷 的 一 次 調(diào)頻 后 ， 運(yùn) 行 點(diǎn) 從 0到0， 相 應(yīng) 頻 率 、 發(fā) 電機(jī) 與 負(fù) 荷

53、 功 率 的 變 化量 為 f 、 PG和 PL；即 頻 率 下 降 了 |f|，發(fā) 電 機(jī) 輸 出 功 率 增 加了 PG ， 負(fù) 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(shí) 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(bǔ) 充 ）l 配 置 有 調(diào) 速 器 的 機(jī) 組 首 先 不 考 慮 功 率 調(diào) 整 量 是否 足 夠 ， 而 按 照 負(fù) 荷 突 變 量 確 定 系 統(tǒng) 頻 率 的 變化 量 及 各 機(jī) 組 功 率 的 調(diào) 整 量 。 若 機(jī)

54、 組 功 率 調(diào) 整量 大 于 其 最 大 可 調(diào) 量 ， 則 設(shè) 過(guò) 調(diào) 機(jī) 組 出 力 增 量為 最 大 可 調(diào) 量 。 以 此 計(jì) 算 一 次 功 率 分 配 對(duì) 應(yīng) 的頻 率 調(diào) 整 量 和 系 統(tǒng) 功 率 調(diào) 整 量 。 然 后 計(jì) 算 二 次功 率 分 配 的 不 平 衡 功 率 ， 并 設(shè) 過(guò) 調(diào) 機(jī) 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(jì) 算 二 次 功 率 分 配 的 頻 率 調(diào) 整 量 、 機(jī) 組與 負(fù) 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(jì) 算 過(guò) 程l 假 設(shè) 已 知 初 始 功 率 和 頻 率 0 0 0, ,Gi LP P fl 不 考 慮 發(fā) 電 機(jī) 調(diào) 整 量 是 否 足 夠 ， 則 一 次 調(diào)頻 結(jié) 束 后 的 實(shí) 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(jì) 算 過(guò) 程 （ 續(xù) ）l 假 設(shè) 存 在 過(guò) 調(diào) 機(jī) 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(guò) 程 如 下 ：0Gi GNi GiP P P 11 /Gi Gif P K （ 1） 設(shè) 一 次 頻 率 過(guò) 程 中 的 一 次 功 率 分 配 對(duì) 應(yīng) 過(guò)調(diào) 機(jī) 組 的 最 大 功 率 調(diào) 整 量 為 ：一 次 功 率 分 配 對(duì) 應(yīng) 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(jì) 算 過(guò) 程 （ 續(xù) ）1 11S

57、 SP K f 1S S GiK K K （ 2） 二 次 功 率 分 配 時(shí) 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(jié) 束 后 系 統(tǒng) 的 功 率 調(diào) 整 量一 次 功 率 分 配 結(jié) 束 后 系 統(tǒng) 的 不 平 衡 功 率二 次 功 率 分 配 時(shí) 過(guò) 調(diào) 機(jī)組 單 位 調(diào) 節(jié) 功 率 為 0二 次 功 率 分 配 時(shí) 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(jì) 算 公 式

58、l 二 次 調(diào) 頻 的 頻 率 調(diào) 整 量 計(jì) 算 公 式 推 廣l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 調(diào) 整 與 聯(lián) 絡(luò) 線 的 功 率 問(wèn) 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(luò) 線 的 功 率 方 程l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 頻 率 與 聯(lián) 絡(luò) 線 功 率 計(jì) 算 公 式l 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 的 功 率 缺 額 與 聯(lián) 絡(luò) 線 功 率 的 關(guān) 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(jì)

59、算 公 式u 負(fù) 荷 突 然 增 大 量 =發(fā) 電 機(jī) 組 二 次 調(diào) 整 增 加 功 率 +一 次 調(diào) 整 增 加 功 率 - 負(fù) 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(jì) 算 公 式 推 廣u n臺(tái) 機(jī) 組 進(jìn) 行 一 次 調(diào) 整 ， 第 n臺(tái) 機(jī) 組 進(jìn) 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(luò) 線 的 功 率 問(wèn) 題圖 5-29 兩 個(gè) 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(fù) 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(luò) 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(luò) 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(luò) 線 的 功 率 從 A到 B。 對(duì) A系 統(tǒng) ， 相當(dāng) 于 負(fù) 荷 。 對(duì) B系 統(tǒng) ， 相 當(dāng) 于 電 源 。聯(lián) 合 前 聯(lián) 合 后電 源負(fù) 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(luò) 線 功 率 計(jì) 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(luò) 線 功 率 的 關(guān) 系 討 論 PA =0， 聯(lián) 絡(luò) 線 功 率 從 A到 B。 PB =0， 聯(lián) 絡(luò) 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(shí) 現(xiàn) 無(wú) 差 調(diào) 節(jié) ， 由 A經(jīng) 聯(lián) 絡(luò) 線 輸 送 到 B的 功 率 較 大 。 實(shí) 際 互 聯(lián) 系 統(tǒng) 中 ， 各 子 系 統(tǒng) 必 須 同 時(shí) 保 證 其 聯(lián) 絡(luò) 線 功率 和 系 統(tǒng)

63、 頻 率 的 相 對(duì) 穩(wěn) 定 ， 當(dāng) 頻 率 和 聯(lián) 絡(luò) 線 功 率 違 反約 束 時(shí) ， 將 根 據(jù) 違 反 電 量 的 大 小 進(jìn) 行 懲 罰 。 76 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇(1)調(diào) 頻 廠 應(yīng) 滿(mǎn) 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(jì) 性 能 較 好u 調(diào) 整 時(shí) 不 至 引 起 系 統(tǒng) 內(nèi) 部 或 聯(lián) 絡(luò) 線 工 作 困 難 (不 是 決定 因 素 ， 必 要 時(shí) 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(fù) 荷 變 動(dòng) 幅 度 具 有 隨 機(jī) 性 質(zhì) ， 統(tǒng) 計(jì) 資 料 表 明 負(fù) 荷 在 預(yù)計(jì) 值 附 近 隨 機(jī) 變 動(dòng) 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(biāo) 準(zhǔn) 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(dá) 0.95， 則負(fù) 荷 變 動(dòng) 幅 度 應(yīng) 按 2 考 慮u考 慮 高 峰 (低 谷 )負(fù) 荷 時(shí) 負(fù) 荷 監(jiān) 視

65、 廠 調(diào) 整 不 及 時(shí) 或預(yù) 計(jì) 的 負(fù) 荷 不 夠 準(zhǔn) 確 ， 可 適 當(dāng) 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(fù) 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(jī) 技術(shù) 最 小 負(fù) 荷 的 限 制 ， 可 認(rèn) 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(fù) 荷 上 升 速 度 達(dá) 15 20MW/minu 火 電 廠 中 限 制 調(diào) 整 速 度 的 主 要 是 汽 輪 機(jī) 高 溫 高 壓 鍋 爐 從 70% 80%額 定 負(fù) 荷 上 升 至 滿(mǎn) 負(fù) 荷 需1 5min 中 溫 中 壓 鍋 爐 從 50%額 定 負(fù) 荷 上 升 至 滿(mǎn) 負(fù) 荷 僅 需 1min 81 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇 汽 輪 機(jī) 在 50% 100%額 定 負(fù) 荷 范 圍 內(nèi) ， 每 分 鐘僅 達(dá) 2% 5%u水 輪 機(jī) 負(fù) 荷 變 動(dòng) 的 速 度 高 ， 每 分 鐘 可 達(dá) 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(jì) 性 上 較 合 理 82 5.3.5 頻 率 調(diào) 整 廠 的 選 擇(4)多 個(gè) 調(diào) 頻 廠 的 選 擇當(dāng) 僅 由 一 個(gè) 電 廠 擔(dān) 負(fù) 調(diào) 頻 任 務(wù) ， 其 調(diào) 整 容 量 不 能 滿(mǎn) 足要 求 時(shí) ， 可 確