電力系統(tǒng)頻率調(diào)整及控制

《電力系統(tǒng)頻率調(diào)整及控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、12.1.1.1頻率與有功功率平衡電力系統(tǒng)頻率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行的所有電機(jī)組發(fā)出的有功功率總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負(fù)荷消耗(包括網(wǎng)損)的有功功率總和之間的平衡來(lái)維持的。但是，電力系統(tǒng)的負(fù)荷是時(shí)刻變化的，從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率變化。為了保證電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi)，就需要及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的有功功率。頻率質(zhì)量是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。中國(guó)《電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)》規(guī)定，大容量電力系統(tǒng)的頻率偏差不得超過(guò)，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家規(guī)定頻率偏差不得超過(guò)。??說(shuō)明電力系統(tǒng)元件及整個(gè)系統(tǒng)的頻率特性，介紹電力系統(tǒng)調(diào)頻的基本概念。12.1.2.

2、1負(fù)荷頻率特性負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性：在沒(méi)有旋轉(zhuǎn)備用容量的電力系統(tǒng)中，當(dāng)電源與負(fù)荷推動(dòng)平衡時(shí)，則頻率將立即發(fā)生變化。由于頻率的變化，整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷也將隨著頻繁率的的變化而變化。這種負(fù)荷隨頻率的變化而變化的特性叫做負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性。綜合負(fù)荷與頻率的關(guān)系可表示成：由于電力系統(tǒng)運(yùn)行中，頻率一般在額定頻率附近，頻率偏移也很小，因此可將負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性近似為直線，如下圖所示。12.1.2.2發(fā)電機(jī)組頻率特性發(fā)電機(jī)組的頻率靜特性：當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，發(fā)電機(jī)組的高速系統(tǒng)將自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量以增減發(fā)電機(jī)組的出力，這

3、種反映由頻率變化而引起發(fā)電機(jī)組出力變化的關(guān)系，叫發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性。發(fā)電機(jī)組的功率頻率靜態(tài)特性如下圖：在不改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率增加則頻率下降，而當(dāng)功率增加到其額定功率時(shí)，輸出功率不隨頻率變化。圖中向下傾斜的直線即為發(fā)電機(jī)頻率靜態(tài)特性，而①和②表示發(fā)電機(jī)出力分別為PG1和PG2時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。等值發(fā)電機(jī)組（電網(wǎng)中所有發(fā)電機(jī)組的等效機(jī)組）的功率頻率靜態(tài)特性如下圖所示，它跟發(fā)電機(jī)組的功率頻率靜態(tài)特性相似。12.1.2.3電力系統(tǒng)頻率特性電力系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性取決于發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性和負(fù)荷的功

4、率頻率特性，由發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性和負(fù)荷的功率頻率特性可以經(jīng)推導(dǎo)得出：式中――電力系統(tǒng)有功功率變化量的百分值：――系統(tǒng)頻率變化量百分值；――為備用容量占系統(tǒng)總有功負(fù)荷的百分值。12.1.2.4一次調(diào)頻一次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)特性和負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)共同承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷變化，使系統(tǒng)運(yùn)行在另一頻率的頻率調(diào)整稱(chēng)為頻率的一次調(diào)整。對(duì)于下圖：L1和L2為負(fù)荷增長(zhǎng)前后的負(fù)荷頻率特性，G1為等效發(fā)電機(jī)的出力頻率特性。頻率一次調(diào)整的結(jié)果：發(fā)電機(jī)有功功率增加了PL2-PL1，負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)是負(fù)荷吸取的有功功率相對(duì)于原頻率下的功率少吸收PL3-PL2，系

5、統(tǒng)頻率降低到f2，系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)為b點(diǎn)。12.1.2.5二次調(diào)頻二次調(diào)頻：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化較大，通過(guò)改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定值使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定頻率的調(diào)整過(guò)程稱(chēng)為頻率的二次調(diào)整，也稱(chēng)二次調(diào)頻。對(duì)于下圖：L1和L2為負(fù)荷增長(zhǎng)前后的負(fù)荷頻率特性，G1和G2為發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)前后的出力頻率特性。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化較大，頻率的一次調(diào)整的結(jié)果使系統(tǒng)頻率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，需要改變發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)定值，使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定頻率。對(duì)于下圖，負(fù)荷由L1變?yōu)長(zhǎng)2，等效發(fā)電機(jī)特性由G1變?yōu)镚2,系統(tǒng)頻率回到f1。相比于一次調(diào)頻，負(fù)載增大了PL3-P

6、L2，發(fā)電機(jī)出力增加了PL3-PL2。12.1.2.6聯(lián)合電力系統(tǒng)調(diào)頻、分別為聯(lián)合前A、B兩系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。為使討論的結(jié)論更有普遍意義，設(shè)A、B兩系統(tǒng)中均設(shè)有進(jìn)行二次調(diào)整的電廠，它們的功率變量分別為、，A、B兩系統(tǒng)的負(fù)荷變量分別為、。設(shè)聯(lián)絡(luò)線上的交換功率由A向B流動(dòng)時(shí)為正值。于是，在聯(lián)合前，對(duì)A系統(tǒng)：對(duì)B系統(tǒng)：聯(lián)合后，通過(guò)聯(lián)絡(luò)線由A向B輸送的交換功率，對(duì)A系統(tǒng)也可看作是一個(gè)負(fù)荷，從而對(duì)B系統(tǒng)，這交換功率也可看作是一個(gè)電源，從而聯(lián)合后，兩系統(tǒng)的頻率應(yīng)相等，即實(shí)際上應(yīng)有，可得或：以此式代入式（12-6）或（12-7

7、），又可得令、。、分別為A、B兩系統(tǒng)的功率缺額，則式（12-6）-（12-9）可改寫(xiě)為由式（12-12）可見(jiàn)，聯(lián)合系統(tǒng)頻率變化取決于這兩部分系統(tǒng)總的功率缺額和每部分系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，這理應(yīng)如此，因兩系統(tǒng)聯(lián)合后，本應(yīng)看作一個(gè)系統(tǒng)。由式（12-13）可見(jiàn)，如A系統(tǒng)沒(méi)有功率缺額，即，則。這種情況下，雖可以保持系統(tǒng)的頻率不變，B系統(tǒng)的功率額或A系統(tǒng)增發(fā)功率都要通過(guò)聯(lián)絡(luò)線由A向B傳輸，此時(shí)必須注意聯(lián)絡(luò)線上的功率是否過(guò)載。闡述電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻的基本原理和方法。12.2.1.1備用容量概念備用容量：備用容量包括負(fù)荷備用容量、事故

8、備用容量、檢修備用容量。電網(wǎng)的總備用容量不宜低于最大發(fā)電機(jī)負(fù)荷的20%。冷備用：電網(wǎng)需要時(shí)，隨時(shí)能啟動(dòng)投入的備用機(jī)組容量。熱備用：備用單元已經(jīng)通電、準(zhǔn)備使用和作好連接，一旦主用單元失效，該備用單元能立即投入使用的配置。旋轉(zhuǎn)備用：特指運(yùn)行正常的發(fā)電機(jī)維持額定轉(zhuǎn)速，隨時(shí)可以并網(wǎng)，或已并網(wǎng)但僅帶一部分負(fù)荷，隨時(shí)可以加出力至額定容量的發(fā)電