电力系统功率调节.docx

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电力系统功率调节

电力系统自动装置课程及论文评分

评分指标

权重

得分

工作量与文献阅读、文献综述

10

学术水平与实际能力

20

论证能力

10

论文撰写质量

20

学习态度与规范要求

20

平时出勤与平时作业成绩

20

课程总成绩

电力系统频率及有功功率的自动调节

摘要

频率是衡量电能质量的重要指标，频率质量的下降不仅影响用户的用电质量，同时对电力系统本身影响也很大，严重时可造成系统崩溃。

为保证用户和电厂的正常运行和安全，我们需要进行频率调整与控制，使得系统的频率波动不超过±0.2HZ。

关键词：

有功功率、静态频率特性、自动调节、一次调整、二次调整

一、电力系统频率控制的必要性

1、频率对电力用户的影响

（1）电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化，这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械的转速发生变化。

有些产品（如纺织和造纸行业的产品）对加工机械的转速要求很高，转速不稳定会影响产品质量，甚至会出现次品和废品。

（2）系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能，频率过低时有些设备甚至无法工作。

这对一些重要工业和国防是不能允许的。

（3）电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运行。

2、频率对电力系统的影响

1）频率下降时，汽轮机叶片的振动会变大，轻则影响使用寿命，重则可能产生裂纹。

对于额定频率为50Hz的电力系统，当频率降低到45Hz附近时，某些汽轮机的叶片可能发生共振而断裂，造成重大事故。

2）核电厂中，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求。

当频率降到一定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反应堆停止运行。

3）电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，使异步电动机和变压器的无功损耗增加，引起系统电压下降。

。

二、电力系统有功功率控制的必要性

1、维持电力系统频率在运行范围之内

2、提高电力系统运行地经济性

3、保证联合电力系统地协调运行

三、电力系统负荷、发电机组和频率特性

电力系统负荷的静态频率特性

负荷的有功功率随着频率而变化得特性叫做负荷的静态频率特性。

电力系统负荷功率与频率的关系为

电力系统负荷的静态频率特性曲线如图所示。

可以看出当频率下降时负荷从系统取用的有功功率将下；系统频率升高时负荷从系统取用的有功功率将增加。

这种现象称为电力系统负荷的频率调节效应，简称负荷调节效应，并用负荷调节效应系数来衡量负荷调节作用的大小。

电力系统等效发电机组的静态调节特性

等效机组的调差系数和以及静态调节方程式的物理意义与单机调速系统一直。

调差系数的倒数称为机组的单位调节功率，即

电力系统的频率特性

系统频率特性是由负荷频率特性和发电机频率特性共同形成的。

四、自动调速系统

机械液压调速器

测速机构：

离心飞摆

执行机构：

错油门和油动机及其连杆

转速给定：

同步器

调差机构：

AdD

进汽进水量

一次调节的过程：

D不动：

转速n下降——〉A点上升——〉C点下降——〉F，E下降——〉B点上升同时转速n上升引起A上升——〉C点上升——〉E点上升回到原来位置调节结束。

调节结束后b点比原来高，a点比原来低，c点不懂。

为有差调节，若去掉b点和活塞的连杆则为无差调节。

二次调节的过程：

抬高D点，因为BCA先不动——〉E下降——〉B上升——〉n上升——〉A上升——〉C上升——〉F上升——〉E点上升重新堵死油路调节结束，ACB集体抬高

五、电力系统频率控制的基本原理

5.1频率的一次调整（又称一次调频）

从有功平衡和频率之间的关系可对系统进行一次调整

负荷功率的实际增量：

它同发电机功率增量平衡：

有功平衡与频率的关系

系统的单位调节功率：

计及发电机和负荷的调节效应时，引起频率单位变化时的负荷变化量。

n台装有调速器的机组并列运行时，系统频率变化Δf时

结论：

n台机组的等值单位调节功率远大于一台机组的

单位调节功率。

表明系统带负荷的程度：

  越小，带负荷越沉重，   时满载。

综上所述：

结论一：

频率偏差的大小与负荷的变化量  的大小成正比，与系统的单位调节功率   成反比。

结论二：

负荷的增量由两部分供给：

一部分是发电机多发的有功功率，另外一部分是负荷自身具有的正调节效应随频率下降而少取用的功率。

结论三：

就一次调频而言，希望系统的单位调节功率KS越大越好，实际不可能。

其中KD是不可控的，而KG也不可能为无穷大，必为一个限值。

所以是有差调节。

结论四：

机组的调差系数越小，承担的功率增量就越大；机组的额定容量越大，承担的功率增量也越大。

5.2频率的二次调整

5.2.1频率的二次调整：

通过操作调频器，使发电机组的频率特性平行的移动，从而使负荷变化引起的频率偏移在允许的波动范围内。

5.2.2主调频厂的选择

调频厂：

负有二次调频任务的电厂，分为主调频厂和辅助调频厂。

调频厂应满足的条件：

1）足够的调整容量

2）较快的调整速度

3）调整范围内的经济性较好

调整容量:

水电厂>火电厂

中温中压电厂（75％）>高温高压电厂（30％）

调整速度：

水电厂>火电厂

调频厂选择：

首选：

水电厂

其次：

中温中压电厂

5.2.3频率二次调整的过程

参考文献

[1].杨冠城《电力系统自动装置原理》.中国电力出版社.2007年

[2].陈珩《电力系统稳态分析》（第三版）.中国电力出版社.2007年

[3].王显平《电力系统故障分析》.中国电力出版社.2008年

[4].机械工程手册与电机工程手册编辑委员会.机械工业出版社.1984年：

43-13~43-15