电力系统频率调整及控制.docx

 频率与有功功率平衡电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总和之间的平衡来维持的。但是,电力系统的负荷是时刻变化的,从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内 ,就需要及时调节系统内并联运行机组的有功功率。频率质量是电能质量的一个重要指标。中国《电力工业技术管理法规》规定,大容量电力系统的频率偏差不得超过 ,一些工业发达国家规定频率偏差不得超过 。说明电力系统元件及整个系统的频率特性,介绍电力系统调频的基本概念。 负荷频率特性负荷的频率静态特性:在没有旋转备用容量的电力系统中,当电源与负荷推动平衡时,则频率将立即发生变化。由于频率的变化,整个系统的负荷也将随着频繁率的的变化而变化。这种负荷随频率的变化而变化的特性叫做负荷的频率静态特性。综合负荷与频率的关系可表示成:由于电力系统运行中,频率一般在额定频率附近,频率偏移也很小,因此可将负荷的静态频率特性近似为直线,如下图所示。 发电机组频率特性发电机组的频率静特性:当系统频率变化时,发电机组的高速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力,这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系,叫发电机调速系统的频率静态特性。发电机组的功率频率静态特性如下图:在不改变发电机调速系统设定值时,发电机输出功率增加则频率下降,而当功率增加到其额定功率时,输出功率不随频率变化。图中向下倾斜的直线即为发电机频率静态特性,而①和②表示发电机出力分别为 PG1 和 PG2 时对应的频率。等值发电机组(电网中所有发电机组的等效机组)的功率频率静态特性如下图所示,它跟发电机组的功率频率静态特性相似。 电力系统频率特性电力系统的频率静态特性取决于发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性,由发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性可以经推导得出:式中 ――电力系统有功功率变化量的百分值:――系统频率变化量百分值;――为备用容量占系统总有功负荷的百分值。 一次调频一次调频:由发电机特性和负荷调节效应共同承担系统负荷变化,使系统运行在另一频率的频率调整称为频率的一次调整。对于下图:L1 和 L2 为负荷增长前后的负荷频率特性,G1 为等效发电机的出力频率特性。频率一次调整的结果:发电机有功功率增加了 PL2-PL1,负荷调节效应是负荷吸取的有功功率相对于原频率下的功率少吸收 PL3-PL2,系统频率降低到f2,系统运行点为 b 点。 二次调频二次调频:当系统负荷变化较大,通过改变发电机调速系统的设定值使系统频率恢复到额定频率的调整过程称为频率的二次调整,也称二次调频。对于下图:L1 和 L2 为负荷增长前后的负荷频率特性,G1 和 G2 为发电机调速系统调节前后的出力频率特性。当系统负荷变化较大,频率的一次调整的结果使系统频率过高或过低时,需要改变发电机调速系统的设定值,使系统频率恢复到额定频率。对于下图,负荷由 L1 变为 L2,等效发电机特性由 G1 变为 G2, 系统频率回到 f1。相比于一次调频,负载增大了 PL3-PL2,发电机出力增加了 PL3-PL2。 联合电力系统调频、 分别为联合前 A、B 两系统的负荷调节效应系数。为使讨论的结论更有普遍意义,设 A、B 两系统中均设有进行二次调整的电厂,它们的功率变量分别为 、 ,A、B 两系统的负荷变量分别为 、 。设联络线上的交换功率 由 A 向 B 流动时为正值。于是,在联合前,对A 系统:对 B 系统:联合后,通过联络线由 A 向 B 输送的交换功率,对 A 系统也可看作是一个负荷,从而对 B 系统,这交换功率也可看作是一个电源,从而联合后,两系统的频率应相等,即实际上应有 ,可得或:以此式代入式(12-6)或(12-7),又可得令 、 。 、 分别为 A、B 两系统的功率缺额,则式(12-6)-(12-9)可改写为由式(12-12)可见,联合系统频率变化取决于这两部分系统总的功率缺额和每部分系统的单位调节功率,这理应如此,因两系统联合后,本应看作一个系统。由式(12-13)可见,如 A 系统没有功率缺额,即 ,则。这种情况下,虽可以保持系统的频率不变,B 系统的功率额 或 A系统增发功率 都要通过联络线由 A 向 B 传输,此时必须注意联络线上的功率是否过载。阐述电力系统调峰、调频的基本原理和方法。 备用容量概念备用容量:备用容量包括负荷备用容量、事故备用容量、检修备用容量。电网的总备用容量不宜低于最大发电机负荷的 20%。冷备用:电网需要时,随时能启动投入的备用机组容量。热备用:备用单元已经通电、准备使用和作好连接