第三节电力系统频率及其特性(数学模型).ppt

North China Electric Power University 1 /32 2017-3-27 主要内容?电力系统的频率调节系统及其特性–调节系统的传递函数?调速器?原动机——汽轮机–汽轮发电机组的传递函数–单区域系统?多区域闭环调节系统?电网的频率调节特性–单区域电网的频率特性–多区域电网的频率特性 North China Electric Power University 2 /32 2017-3-27 第三节电力系统的频率调节系统及其特性物理系统数学建模物理映射数学分析 1、调速器 2、原动机 3、区域系统 North China Electric Power University 3 /32 2017-3-27 一、调节系统的传递函数?进入原动机的动力元素是由调速器控制的,它是电力系统频率和有功功率调节系统的基本组成部分。?不论汽轮机或者是水轮机,调速器的执行环节都是利用液压放大原理控制气门(或者导水叶)的开度,尽管调速器构成各异,但是他们主要部件的方程式的型式是相同的。 North China Electric Power University 4 /32 2017-3-27 只讨论小偏离的情况,假定: 1、系统稳态时的频率为,对应的原动机汽阀位置为,发电机输出功率为。 2、D点移动微小距离,正比于发生增加功率指令, 3、当 D点升高时,引起 E点降低,通过错油门作用,使 B点升高,从而原动机的输入功率增加,稳态时两者相等。 Nf BX GP DX? CP? CPD??? EX? BX? TP? 4、由于发电机功率增加,使系统频率发生微小变化,引起调速器响应, 使A点向上移动,正比于。 5、正方向如图中所标柱。 f? AX? f? AX? 1、调速器 North China Electric Power University 5 /32 2017-3-27 ?????????????????? cD A B D A EPkX fkX XKXKXKX 2 1 4 '2 '1?? E BXK dt Xd???? 3假定流入油压机的油量与导油阀的位置成正比 EX????? s sXKsX E B????? 3???????? sXKsPKsFKsX B c E??????? 421?????? 3 4 12K sK sFKsPKsX cB?????? North China Electric Power University 6 /32 2017-3-27 ?????? 24 3 4 21 111 n B c n nn K X s P s F s sT R KKKT K K KRK ?? ?? ?????? ??? ??????????????????????????????????sFR B1 ?? n n n sT KsG??1 表示了原动机调节量与控制指令信号及系统频率间的动态特性?? sP c??? sF? North China Electric Power University 7 /32 2017-3-27 2、原动机——汽轮机?气阀位置的改变会导致进气量的变化,使汽轮机输入功率变动,因而引起发电机功率的变化 BX TP? GP??汽轮机的调节阀门和第一级喷嘴之间有一定的空间,开启/关闭气门使进入气门的蒸汽量有所改变,但是这个空间的压力不能立即改变,这样就形成了机械功率滞后于气门开度变化, 也就是“汽容影响”。可以用惯性环节来描述: ?????? sT KsX sPsG T T B T T?????1?????????? sTsT sTKKsX sPsG rT rrT B T T???????1)1( 1 对于再热式汽轮机要考虑再热段充气时延 North China Electric Power University 8 /32 2017-3-27 3、原动机——水轮机?在水流的稳态情况下,水的流速是一定的。?当迅速关小导向叶片的开度,导管中的水压力会急剧上升;当迅速开大导向叶片的开度,导管中的水压力会急剧下降。这就是水锤现象。?水轮机的功率不能随着开度的变化而有一个时滞?? 1 1 W nW T s G s T s ??? North China Electric Power University 9 /32 2017-3-27 4、汽轮发电机组的传递函数???????????????????sFR B1?????? sT KsX sPsG T T B T T?????1 North China Electric