第五章电力系统的频率调整详解.ppt

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概述
电力系统是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。如何保证正常、稳态运行时的电能质量和经济性问题,是我们考虑的重点问题之一。
衡量电能质量的指标包括:频率质量、电压质量和波形质量,分别以频率偏移、电压偏移和波形畸变率表示。
频率:50Hz,允许有±~±
电压:设备应运行在额定电压的±5%z之间
波形:考核系统的谐波电压含有率
要求(识记):
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衡量运行经济性的主要指标为:比耗量(煤耗率)和线损率(网损率)
有功功率的最优分布包括:有功功率负荷预计、有功功率电源的最优组合、有功功率负荷在运行机组间的最优分配等。
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第一节电力系统中有功功率的平衡
一、电力系统的有功功率平衡
该方程在任何时刻都成立!
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发电机组的有功平衡
发电机组的有功平衡:发电机的电磁功率PGi与原动机的机械功率PTi之间的平衡。
发电机组的有功平衡与频率的关系
发电机组
原动机+发电机
原动机惯性大,有功调节慢,无法时刻保持与瞬变负荷及发电机功率的平衡,而只能保证动态平衡,相应频率也只能保持动态稳定。
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如刚才讲到,因为电能是不能储存的,所以上述有功功率平衡方程在任何时刻t都是成立的(即保持平衡),但系统中负荷时无时无刻不在变化的,所以上述平衡方程很容易被打破,导致上述有功功率不平衡,这种不平衡只是短暂的,我们可以根据负荷的变化情况来调节发电机发出的总功率,用来调节整个系统的平衡,使得上述方程重新回到平衡状态。若不加以调节,则有功功率的不平衡将对频率造成影响。
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系统有功功率不平衡对频率的影响:
由电机学知识:n=60f/p
频率与发电机转速有关
转速又决定于发电机的电磁转矩(随负荷变化)和原动机的拖动转矩(由原动机的功率决定)。原动机拖动功率-电磁功率=发电机的总功率。
请问发电机的电磁转矩与转速的方向是相同还是相反?
具体情况:
1、负荷增加,使电磁转矩增加,若原动机的拖动转矩不变,则转速n下降,导致频率降低。
2、负荷减少,使电磁转矩减小,若原动机的拖动转矩不变,则转速n上升,导致频率升高。
通过上面的分析得出:有功功率的变化(负荷的变化)与频率的变化是直接相关的,因此可以通过调节频率来调节有功功率的平衡。
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二、有功功率负荷的变动和调整控制
P1(幅度小,周期短,一次调频)
P2(幅度较大,周期较长,冲击性负荷,二次调频)
P3(幅度最大,周期最长,由生活、气象等引起,三次调频)
变化不规律
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不同的周期的负荷有不同的变化规律:
第一种变动幅度很小,周期又很短,这种负荷变动有很大的偶然性;
第二种变动幅度较大,周期也较长,属于这种负荷的主要有:电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷变动;
第三种变动基本上可以预计,其变动幅度最大,周期也最长,是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动。
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刚才讲到,当负荷变动时(即有功功率变化时),若发电机总功率不加以调节,则频率会发生偏移。
因此,根据负荷变化,电力系统的有功功率和频率调整大体上也可分为:
一次调频:由发电机调速器进行;针对第一种负荷变动引起的频率偏移的调整。
二次调频:由发电机调频器进行;针对第二种符合变动引起的频率偏移的调整。
三次调频:优化准则,即由调度部门根据负荷曲线进行最优分配,责成各发电厂按事先给定的负荷发电。除平衡节点(调频)外均属此类。(有功功率日负荷曲线),针对第三种负荷变动,人工完成。
前两种是事后的,第三种是事前的。
另外,还有一种调整叫做负荷控制,是指个别负荷大量或长时间超计划用电以致影响系统运行质量时,由系统运行管理部门在远方将其部分或者全部切除的控制方式。
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