電力系統(tǒng)頻率調(diào)整

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1、電力系統(tǒng)負荷可分為三種。第一種變動幅度很小，周期又很短，這種負荷變動由很大的偶然性。第二種變動幅度較大，周期較長，屬于這類負荷的主要有電爐、電氣機車等帶有沖擊性的負荷。第三種負荷變動幅度最大，周期也最長，這一種是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負荷變動。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整大體可分為一次、二次、三次調(diào)整三種。一次調(diào)整或頻率的一次調(diào)整指由發(fā)電機的調(diào)速器進行的，對第一種負荷變動引起的頻率偏移的調(diào)整。二次調(diào)整或頻率的二次調(diào)整指由發(fā)電機的調(diào)頻器進行的，對第二種負荷變動引起的頻率偏移的調(diào)整。三次調(diào)整其實就是指按最優(yōu)化準則分配

2、第三種有規(guī)律變動的負荷，即責(zé)成各發(fā)電廠按事先給定的發(fā)電負荷曲線發(fā)電。在潮流計算中除平衡節(jié)點外其他節(jié)點的注入有功功率之所以可以給定，就是由于系統(tǒng)中大部分電廠屬于這種類型。這類發(fā)電廠又稱為負荷監(jiān)視。至于潮流計算中的平衡節(jié)點，一般可取系統(tǒng)中擔(dān)負調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電廠母線，這其實是指擔(dān)負二次調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電廠母線。一：調(diào)整頻率的必要性電力系統(tǒng)頻率變動時，對用戶的影響：用戶使用的電動機的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率有關(guān)。系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定將會影響電子設(shè)備的工作。頻率變動地發(fā)電廠和系統(tǒng)本身也有影響：火力發(fā)電廠的主要廠用機械—風(fēng)機和泵，在頻率降低時，所能供應(yīng)的

3、風(fēng)量和水量將迅速減少，影響鍋爐的正常運行。低頻運行還將增加汽輪機葉片所受的應(yīng)力，引起葉片的共振，縮短葉片的壽命，甚至使葉片斷裂。低頻運行時，發(fā)電機的通風(fēng)量將減少，而為了維持正常電壓，又要求增加勵磁電流，以致使發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的溫升都將增加。為了不超越溫升限額，不得不降低發(fā)電機所發(fā)功率。低頻運行時，由于磁通密度的增大，變壓器的鐵芯損耗和勵磁電流都將增大。也為了不超越溫升限額，不得不降低變壓器的負荷。頻率降低時，系統(tǒng)中的無功功率負荷將增大。而無功功率負荷的增大又將促使系統(tǒng)電壓水平的下降。頻率過低時，甚至?xí)拐麄€系統(tǒng)瓦解，造成大

4、面積停電。調(diào)整系統(tǒng)頻率的主要手段是發(fā)電機組原動機的自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，或簡稱自動調(diào)速系統(tǒng)，特別時其中的調(diào)速器和調(diào)頻器（又稱同步器）。二：發(fā)電機原動機有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性通?？梢岳斫鉃榫褪前l(fā)電機中原動機機械功率的靜態(tài)頻率特性。原動機未配置自動調(diào)速時，其機械功率與角速度或頻率的關(guān)系：式中各變量都是標(biāo)幺值；通常。解釋如下：機組轉(zhuǎn)速很小時，即使蒸汽或水在它葉輪上施加很大轉(zhuǎn)矩，它的功率輸出仍很小，因功率為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積；機組轉(zhuǎn)速很大時，由于進汽或進水速度很難跟上葉輪速度，它們在葉輪上施加的轉(zhuǎn)矩很小，功率輸出仍

5、然很??；只有在額定條件下，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都適中，它們的乘積最大，功率輸出最大。調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)頻器的二次調(diào)整作用在于：原動機的負荷改變時，手動或自動地操作調(diào)頻器，使有一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線平行移動，有調(diào)頻器的二次調(diào)整后，原動機的運行點就從一根僅有一次調(diào)整的靜態(tài)頻率特性曲線過渡到另一根曲線。三：頻率的一次調(diào)整稱為發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率，以MW/Hz或MW/（0.1Hz）為單位。它的標(biāo)幺值則是發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了隨頻率的升降發(fā)電機組發(fā)出功率較少或增加的多少。這個單位調(diào)節(jié)功率和機組的調(diào)差系數(shù)互為倒數(shù)。或調(diào)差系數(shù)或與之對應(yīng)的發(fā)電機

6、的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的，一般整定為：汽輪機組水輪機組綜合負荷的靜態(tài)頻率特性稱為負荷的單位調(diào)節(jié)功率，也以MW/Hz或MW/（0.1Hz）為單位。它的標(biāo)幺值則是負荷的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了隨頻率的升降負荷消耗功率增加或較少的多少。它的標(biāo)幺值在數(shù)值上就等于額定條件下負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。所謂負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)系指一定頻率下負荷隨頻率變化的變化率顯然，負荷的單位調(diào)節(jié)功率不能整定。電力系統(tǒng)綜合負荷的單位調(diào)節(jié)功率大致為1.5。發(fā)電機組原動機的頻率特性和負荷頻率特性的交點就是系統(tǒng)的原始運行點。設(shè)負荷突然增加，則由于負荷突增時發(fā)電機功率

7、不能即使隨之變動，機組將減速，系統(tǒng)頻率將下降。而在系統(tǒng)頻率下降的同時，發(fā)電機組的功率將因它的調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負荷的功率將因本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動機的頻率特性向上增加，后者沿負荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過一個衰減的振蕩過程抵達一個新的平衡點?；蚍Q為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，也以MW/Hz或MW/(0.1Hz)為單位。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率也可以用標(biāo)幺值來表示。以標(biāo)幺值表示時的基準功率通常就取系統(tǒng)原始運行狀態(tài)下的總負荷。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了系統(tǒng)負荷增加或減少時，在原動機調(diào)速器和負荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率

8、下降或上升的多少。因此，從這個系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率可求取在允許的頻率偏移范圍內(nèi)系統(tǒng)能承受多少負荷增減。可見，系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率取決于兩個方面，即發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率和負荷的單位調(diào)節(jié)功率。因為負荷的單位調(diào)節(jié)功率不可調(diào)，要控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率只能從控制、調(diào)節(jié)發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率或調(diào)速器的調(diào)差系統(tǒng)入手。