电力系统正常运行方式的调整与控制
电力系统的电压和频率调节
电力系统的电压和频率调节电力系统中的电压和频率调节是确保供电系统稳定、高效运行的关键措施。
在电力系统中，电压和频率的调节对于保持用电设备的正常运行以及保障用户的电能质量至关重要。
本文将探讨电力系统中电压和频率调节的原理、方法以及相关控制策略。
一、电压调节1. 电压调节的重要性电力系统中的电压调节是对电压进行稳定控制的过程。
电压的稳定控制是为了保持用电设备在正常范围内工作，同时保证电能质量。
过高或过低的电压都会对电力设备的正常运行产生不利影响，甚至导致设备故障。
2. 电压调节的原理电压调节的原理是通过调整发电机励磁电流或变压器的变比来实现。
在电力系统中，通过自动电压调节器（AVR）调节发电机励磁电流，来控制电压。
同时，变压器的变比调整也可以实现电压调节。
3. 电压调节的方法电压调节的方法主要包括电力系统的无功功率补偿、发电机励磁控制和变压器的变压器调节等。
无功功率补偿通过调整无功功率的流动来改变电网的电压；发电机励磁控制通过调节励磁电流来控制发电机输出电压；变压器调节通过调节变压器的变比来实现电网电压的调整。
二、频率调节1. 频率调节的重要性在电力系统中，频率的稳定性对于保证电力设备的运行和电能质量是至关重要的。
电网的负荷波动、运行状态的变化等因素都会导致频率的波动。
频率的稳定性是确保用电设备正常运行的基础。
2. 频率调节的原理频率调节的原理是通过调节电力系统的发电量来实现。
在电力系统中，发电量和负荷之间必须保持平衡，以维持频率的稳定。
当负荷增加时，发电量也需要增加，以保持频率不变。
3. 频率调节的方法频率调节的方法包括机械调节和自动调节两种方式。
机械调节是通过人工干预来调节机组的负荷和发电量，以维持频率的稳定。
而自动调节则通过采用自动调节装置来实现。
现代电力系统中，自动频率调节器（AGC）是常用的调节装置，它可以自动监测频率的变化并控制机组负荷的调整。
三、电压和频率调节的控制策略1. 电压和频率的联合调节为了确保电力系统供电稳定、高效运行，电压和频率调节是需要相互协调的。
电力系统的运行状态分析及其控制
２ １ 年第 ７ ００ 期 Nhomakorabea民 科技 营
电力系统 的运行状态 分析 及其控制
刘 波
（ 春 电业 局 ， 伊 黑龙 江 伊 春 １ ３０ ） ５ ０ ０
摘 要： 简要 介 绍 了 电力 系统 运行 的几 种 状 态及 其 控 制 ， 阐述 了提 高 系统 稳 定 的 基 本 措 施 。 关 键 词 ： 力 系统 的 运 行 状 态 ； 全 控 制 ； 施 电 安 措 电力 系统 的运 行状 态可 分 为正常 状态 和非 正 常状态 。为 了调度 控 制 电 警戒状态下的电力系统是不安全的， 调度控制需采取预防性控制措施 ， 力系统， 需要将电力系统的运行状态进行分类 ， 以便说 明在不 同运－－ｔ ￣ ６态时 使系统恢复到正常状态。例如， ５ 调整发电机出力和负荷配置 、 切换线路等 ， 这 应￣ ｆｘ 电力系统实行控制。目前， ａｑ － Ｊ ， 电力系统运行状态尚没有严格定义， 一般 时经济 调度 就放 到次要 地位 了 。 将其分为正常状态、 警戒状态、 紧急状态、 崩溃状态和恢复状态。 ３ 紧急状态， ３ —个处于正常状或警戒状态的电力系统， 如果受到严重干扰 ， １ 电力系统中性点接地方式的分类 比如短呼或大容量发电机组的非常退出工作等， 系统则有可能进 ＾ 紧急状态。 １ 中性点不接地系统。中性点不接地方式， ． １ 即中性 对地绝缘 ， 结构简单 ， 电力系统 的严重事故故障主要有 ：） 、 、 １线路 母线 变压器和发电机短路 。 运行方便， 不需任何附近加设备， 投资省 ， 运行方便 ， 不需任何附加设备 ， 投资 短 路有单 相接 地 、 和三 相短路 。 路又分 瞬 间短路和 永久 性短 路 。 实际 两相 短 在 单相短路出现的可能性 比三相短路多 ， 而三相短路对电力系统影响 省， 适用于农村 １ｋ ０ Ｖ架空线路工的辐射形或树状形的供电网。中性点不接 运行中， 地系统发生单相接地故障时， 其接地电流很小 ， 若是瞬时故障 ， 一般能自动消 最严重。 当然尤其严重的是三相永久性短路， 这是极其稀少的。 在雷击等 隋 况 有可能在电力系统中若干点同时发生短路， 形成多重故障。 ） ２ 突然跳开大 弧， 非故障相电压升高不大 ， 不会破坏系统的对称性， 可带故障连续供电 ２ ， 下， ｈ 从 而获 得排 除故障 时间 ， 地提 高 了供 电 的可靠 性 。 相对 容量发电机或大的负荷引起电力系统的有功功率和无功功率严重不平衡。 ） ３ １ 中性点经弧线圈接地系统 。当一相接地 电容电流超过了上述的允许值 发电机失步， ２ 即不可能保持同步运行。电力系统出现紧急状态将危及其安全 时， 可以利用中性点经消弧线圈接地的方法来解决， 可以用 中性点经弧线圈 运行。 ） ４ 出现不稳定问题。 在紧急状态下， 如不及时 接地的方法来解决 ， 该系统即称为中性 经消弧线圈接地系统。 施不够有效， 则电力系统将失去稳定 ， 就是要保持电力系统中所有同步发电 采用 中性 点经 消 弧线 圈接 地方 式 ，即在 中性 点和 大地 之 间接 人— 个 电 机并列同步运行。电力系统失去稳定就是各发电机不再教 以同一频率 ， 保持 感消弧线圈， 中ｌ 在 『 生点经消弧线圈接地的系统 中， 各相对地绝缘和中性点不 固定功角运行， 电压力功率大幅度来回 摇动。电力系统稳定的破坏会对电力 接 地系统 一样 ， 必须按 线 电压设 计。 也 系统安全运行产生最严重后果 ， 将可导致全系统崩溃， 造成大面积停电事故。 １ 中性 点 直接接 地 系统 。 中性点 直接 接地 的 主要优 点是 它在 发 生一 相 接 ３ 紧急状态下的电力系统是危险的。电力系统进 ＾ 紧急状态后， 应及时依 地故障时， 非故障相地对电压不会增高， 因而各相对地绝缘即可按相ｘ ｔ － ，ｇ电 靠继电保护和安全 自动装置有些选择地快速切除故障， Ｊ 采取提高安全稳定性 压考虑。 电网的电压愈高 ， 经济效果愈大； 而且在中性点不接地或经消弧线圈 措施 ， 争取使系统恢复到警戒状态或正常状态。 避免发生连锁性的故障， 导致 接地的系统中， 单相接地电流往往 比正常负荷 电流小得多， 因而要实现有选 事故扩 大 和系统 的瓦 解 。 择性的接地保护就比较困难 ， 但在中性 直接接地系统中， 实现就比较容易， ３ 崩溃状态。在紧急状态下， ４ 如果不能及时消除故障和采用适 当的控制措 由于接地 电流较大， 继电保护一般都能迅速而准确地切除故障线路 ， 且保护 施 ， 或者措施不能奏效 ， 电力系统可能失去稳定。 在这种情况下为了 不使事故 装 置简单 ， 可靠 。 工作 进一步扩大并保证对部分重要负荷供电， 自动解列装置可能动作 ， 调度人员 ２ 目前我国电力系统中性点的运行方式 也可以进行调度控制， 将—个并联运行的电力系统解列成几部分 ， 这时电力 ２ １ Ｖ以下的电网的中Ｊ ． Ｋ １ 陛点采用不接地方式运行。 但电压这 ３０２ ０ ８／２ Ｖ的 系统就进入了崩溃状态。 系统 ， 用三相 五线 制 ， 线是 为 了取得机 电压 ， 线是 为 了安 全 。 采 零 地 系统崩溃时 ， 在一般情况下 ， 解列成的各个子系统由于电源功率不足 ， 不 ２ 对于 ６ ｌｋ ２ ．Ｏ Ｖ系统 ， － 由于设备绝缘水平按线电压考虑对于设备造价影响 得不大量切除负荷 ； 而另一些子系统可能由于电源功率大大超过负荷而不得 不大， 了提高供电可靠眭， 为 一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地 的 不 让部 健发 电机 组解列 。 方式 。 系统崩溃时 ， 电力系统调度控制应尽量挽救解列后的各个子系统 ， 使其 ２ ２－ ０ Ｖ的系统 ， 种 中间情况 ， 般 一相接 地时 的电容 电流 不很 大 ， 能部分供 电， ３ ． ０． ｋ ６ 是一 一 避免系统瓦解。电力系统瓦解是同于不可控制的解列而造成的 网络不很复杂 ， 设备绝缘水平的提高或降低对于造价影响不很显著， 所以一 大 面积 停 电状 态 。 般均采用中性点经消弧线圈接地方式。 ３ 恢复状态。通过继电保护、 动装置和调度人员的调度控制 ， ５ 自 使故障隔 ２ 对于 １０ Ｖ 以 ４ １ｋ 及 上的系统， 主要考虑降低设备绝缘水平 ， 简化继 电 保护 离 ， 事故不扩大 ， 在崩溃系统大体上稳定下来 以后， 可使系统进入恢复状态 。 增加并联运行机组的出力 ， 恢复对用 装置 ， 一般均采用中性点直接接地的方式， 并采用送电线路全线架设避雷线 这时调度控制重新并列已解列的机组 ， 和装设 自动重合闸等措施 ， 以提高供电可靠性。 户供电， 将已解列的系统重新并列。根据实际睛况将系统恢复到警戒状态或 ３ 电 力系统运 行 的几种状态 正 常状态 。 ３ 正常状态。 ． １ 电力系统是 由发电机 、 变压器、 输配电线路和用电设备按一定 ４ 电力 系统安 全控 制 方式连接组成的整体。 其运行特点是发电、 输电、 配电和用电同时完成。 因此 ， 电力系统安全控制的目的是采取各种措施使系统尽可能运行在正常运 为了向用户连续提供质量合格的电能， 电力系统各发 电机发出的有功和无功 行状态。在正常运行状态下， 调度人员通过制定运行计划和运用计算机临控 功率应随时随刻与随机变化的电力系统负荷消耗的有功功率和无功功率（ 包 系统（Ｃ Ａ或 Ｅ ） Ｓ ＡＤ ＭＳ实时进行电力系统运行信息的收集和处理， 在线安全 括系统损耗 ） 相等， 同时， 电机发 出的有功功率和无功功率 、 发 线路上的功率 监视和安全分析等， 使系统处于最优的正常运行状态。 潮流（ 视在功率） 和系统各级电压应在安全运行的 允许范围之内。 要保证电力 ５ 安 全控 制按 其功能 分类 系统这 种正 常运 行状 态 ， 须满 足 两点 基本 要 求 ：） 必 １电力 系 统 中所 有 电气设 ５１ 提高系统稳定的措施有快速励磁 、 ． 电力系统稳定器（Ｓ ）电气制动 、 Ｐｓ 、 备处于正常状态， 能满足各种工况的需要。２ 电力系统中所有发电机以同一 快关汽机和切机 、 ） 串联补偿 、 静止无功补偿 （ｖ 、 ｓ ｃ）超导电磁蓄能和直流调 频率 保持 同步运 行 。 制等 。 在正常运行状态下 ，电力系统有足够 的旋转备用和紧急备用以及必要 ５ 维持系统频率的措施有低频减负荷、 ２ 低频降电压 、 低频 自 起动 、 抽水蓄能 的调节手段， 使系统能承受正常的干扰（ 如电力系统负荷的随机变化 、 正常的 机组抵频抽水改发电、 低频发电机解列、 高频切机 、 高频减出力等。 设 备操作 等 ）而 不会产 生系 统中各 设 备的过 载 ， 电压和 频率 偏差 超 出允许 ５ 预 防线 路过 负荷 的措施 有过 负荷 切 电源 、 ， 或 ３ 过负荷 切负 荷等 。 范围。电力系�
电力系统稳定运行方法分析及措施
电力系统稳定运行方法分析及措施摘要：随着社会主义经济的不断发展，我国的电网也在不断的发展壮大，电力的发展，直接影响到国民经济的发展，同时也促进了人们生活水平的提高。
如果电力系统运行不稳定，就会给生产和生活带来极大的不便，因此，维护电力系统的稳定，保证电力系统安全运行，是我们电力工作者的重要责任。
本文针对电力系统的运行状态，提出了一些改进的措施，同时，对我国电力系统现状和未来的发展方向也进行了分析和展望。
关键词：电力系统稳定运行方法分析现如今，随着科技的不断发展，社会对于电力需求也不断的增加，电力的发展直接影响到国民经济建设以及人们的生产和生活，如果供电不稳定，或者是出现大面积停电，就会给社会经济以及生产企业带来严重的损失。
因此，对于电力系统，我们更要加强供电的管理，保证电网的稳定运行，现代社会经济给电力系统提出了更高的要求，即要保证合格的供电质量，又要保证经济、安全的发供电能，电力系统既包括变电、配电、发电、送电和用电设备，还包括二次系统的继电保护系统、调度通信系统、监测系统、远动和自动调控设备等，我国的电力系统已经进入大机组、高电压、大电网的崭新时代，伴随着发展和壮大，电力系统的安全稳定问题越来越明显。
目前，已经成为了亟待解决的迫切问题，解决电力系统的稳定运行问题，是我们电力系统科研、制造、生产、运行等部门的重要职责。
1、电力系统稳定运行的方法电力系统稳定运行是电力系统运行中的关键性问题，如果电力系统稳定性受到破坏，就容易导致大面积停电以及系统瓦解的严重性事故，给人们的生产和生活带来很多的不便，严重者会给社会生产带来巨大的损失。
随着科技的发展，电力系统的不断升级，通讯技术、计算机技术、电力电子技术以及控制技术在电力系统中已经得到了广泛的应用，同时，给电力系统的稳定运行，也带来了许多的现实问题。
电力系统的稳定可分为动稳定和静稳定两大方面，从长远的发展角度去看，电力系统的稳定运行，是电力系统长远发展的客观需要，假如说一个小规模的区域供配电系统或者孤立的发电厂，对稳定运行问题要求不是很高，那么广大地区、众多发电厂、大容量和大型机组并列运行时，电力系统的安全稳定运行就显得非常重要了。
电力系统正常运行方式的调整与控制(ppt 65页)
PD 系统综合负荷；
PS 厂用电有功负荷；
0
PL 网络的有功损耗
PG(f)
△PD
PD(f)’
B
△PD0
△PG A PD(f)
f2 f1
f
有功平衡水平的高低决定了系统频率水平的高低。 要保持频率水平，需有足够的有功电源的备用容量 应付有功负荷的增加。
16
2、备用容量
2-5%最大负荷
Ch5 电力系统正常运行方式的 调整与控制
主要内容： 1、电力系统频率调整与控制 2、电力系统电压调整与控制 3、电力系统的经济调度 4、灵活交流输电系统与高压直流输电
1
Ch5 电力系统正常运行方式 的调整与控制
难点： 1）调频计算与调压计算 2）水火电厂有功负荷最优分配 3）无功负荷最优补偿
2
§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
ΔPG/PGN Δf/Nf
KG
fN PGN
1
*
13
2、发电机组的功率--频率静态特性
静态调差系数---调差率
P
Pset
* f*
PG*
0.05?
结论：
0
fN f0
f
•调差系数的大小对频率偏移的影响很大。
•调差系数（单位调节功率）可以整定：
汽轮发电机组:*=0.04-0.06,KG*=25-16.7; 水轮发电机组: *= 0.02-0.04, KG*= 50-25。
负荷效应的功率增量
P PG(f)
KD
PD f
一次调频的功率增量
PD(f)
KG
PG f
负荷调节 效应
0 f2 f2’ f1
电力系统调度规程 正常运行电压管理
电力系统调度规程正常运行电压管理第1条江苏电力系统无功电压的运行管理按电压等级实行分级管理。
省调负责领导220kV电网运行电压的监视、调整及其它运行管理工作。
各地调负责HOkV及以下电网运行电压的监视、调整和其它运行管理工作。
第2条系统的运行电压，应考虑电气设备安全运行和电网安全稳定运行的要求。
发电厂及500kV变电所220kV母线正常运行电压允许偏差为系统额定电压的0~+10%,其他变电所220kV母线正常运行电压允许偏差为系统额定电压的-3%〜+7%,事故运行电压允许偏差为系统额定电压的-5%~+10%o 第3条变压器运行电压，一般不得超过其相应分接头电压的105%,个别情况下，根据变压器的构造特点（铁芯饱和程度等）经试验或制造厂认可，允许变压器运行电压不超过其相应分接头电压的110%。
第4条省调对220kV电网运行电压实行统一管理，内容包括：1 .确定系统电压控制点和监视点。
2 .按季度编制下达电压控制点电压曲线和电压控制点、电压监视点的规定值。
在编制电压曲线时应考虑到系统的安全和经济，同时兼顾到下一级电网的调压要求。
3 .按季度编制下达地区受电力率合格范围，并进行统计考核。
4 .按月对电压控制点和电压监视点的电压合格率进行统计分析。
5 .统一管理22OkV主变压器分接头运行位置。
主变压器分接头位置需要调整时，各发电厂、地调应与省调运行方式处联系，征得同意后方可调整，调整后必须向省调运行方式处汇报。
有载调压变的分接头位置由现场运行值班人员根据电压和力率的情况进行调整，调整时应汇报所辖调度的值班调度员。
参与地区自动电压控制的有载调压变的分接头，由地区自动电压控制系统自动调整，但其控制策略应同时满足省调对电压和力率的要求。
6 .分析220kV及以上电网潮流和电压变化，合理安排运行方式，开展无功优化工作，改善电压质量。
7 .按照无功分层分区平衡的原则，开展无功功率平衡分析和调压计算研究，分析系统电压运行方面存在的问题，并提出改进意见。
电力系统频率及有功功率的自动调节与控制
二、电力系统负荷调节效应
1、当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变。 有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负 荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。
2、电力系统中各种有功负荷与频率的关系 (1) 与频率变化无关的负荷，如白炽灯、电弧炉、电阻炉和整流负 荷等。它们从系统中吸收有功功率而不受频率变化的影响。
PL a0 a1 f a2 f2 a3 f3
0.35 0.4 0.96 0.1 0.962 0.15 0.963
0.35 0.384 0.092 0.133 0.959
PL % (1 0.959) 100 4.1
KL
PL % f %
4.1 4
1.025
电力系统自动化
Pc
PB
B K
保持不变
电力系统自动化
第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
积差调节法的特点是调节过程只能在 结束， 常数， 此常数与计划外负荷成正比。
3、机组间的有功功率分配 多机组采用积差调频法调频时，可采用集中式、分散式两种形式。
电力系统自动化
第三节 电力系统调频与自动发电控制
调频方程组
由于系统中各点的频率是相同的，各机组
m PTi 1
m PGi 1
PL
d dt
m (Wki )
1
系统的频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡所致， 因此调频与有功功率是不可分开的。
第一节 电力系统频率特性
频率降低较大时，对系统运行极为不利，甚至会造成严重后果。
（1）对汽轮机的影响，当频率低至45HZ时，个别的叶片可能发生共 振而引起断裂事故。 （2）发生频率崩溃现象。 （3）发生电压崩溃现象，系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系 统瓦解。
电力系统的安全运行与控制
电力系统的安全运行与控制一、电力系统概述电力系统是指由发电、输电、变电、配电及用电等部分组成的一个完整的系统，其目的是为了将发电的电能安全、稳定地输送到各个用电单位，以保证正常的工业生产与人们日常生活的需要。
电力系统分为交流电力系统和直流电力系统两种，其中交流电力系统是目前最常用的一种电力系统。
二、电力系统的安全运行电力系统的安全运行指的是在各种异常情况下，保证电力系统的正常运行以及安全性。
对于电力系统而言，存在很多安全隐患，如短路、跳闸等，这些隐患如果出现，将会对人员和设施造成很大的危害。
因此，如何保障电力系统的安全运行是电力系统建设和运行过程中必须解决的重要问题。
1、安全装置设置为保证电力系统的安全运行，需要在电力系统的各个关键部位设置安全装置。
安全装置一般包括过流保护、绝缘监测、接地保护、电量控制等一系列功能，这些装置能够在电力系统发生故障时及时停机或关闭电路，以保障电力系统的安全。
2、电力系统监测电力系统监测是指对电力系统进行实时监测和数据分析，通过不断的监测和分析，及时发现潜在的故障隐患，并作出有效的处理。
电力系统监测的方式主要包括在线监测、离线检测、实验研究等多种方式，通过各种方式的监测和检测，可以发现和解决电力系统运行过程中存在的问题。
3、备用设备设置为应对突发事故和设备损坏等情况，需要在电力系统中设置备用设备。
备用设备包括备用电源、备用继电器、备用电缆等，这些备用设备能够在系统出现故障时保证电力系统继续运行，并保障电力系统的安全性。
三、电力系统的控制电力系统控制是指通过各种手段，对电力系统进行稳定控制和安全控制。
电力系统的控制包括直接控制和间接控制两种方式，其中直接控制主要指的是手动操作控制系统，而间接控制则是通过计算机等自动化控制系统进行的。
1、直接控制直接控制是指人工操作控制系统，通过人的手动操作，控制电力系统的运行和停机。
电力系统的运行主要由高压开关、变压器等关键部件进行控制和调控。
电力系统的频率稳定与调节
电力系统的频率稳定与调节电力系统是现代社会中至关重要的基础设施之一。
为了保证电力系统的稳定运行，频率的稳定与调节是最为关键的因素之一。
本文将探讨电力系统频率的稳定与调节机制，并分析影响频率稳定的因素以及调节的方法和技术。
一、频率稳定的重要性频率是电力系统中最基本的参数之一，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
电力系统的稳定运行需要保持合适的频率范围，一般为50Hz或60Hz。
频率的稳定性直接影响到电力系统的供电质量和用户的正常用电。
如果频率不稳定，会导致电压波动、设备故障以及电力系统的不可靠性，甚至可能引发停电事故，给社会经济发展带来严重影响。
二、频率稳定的主要因素1. 负荷变化：负荷的增加或减少将直接影响到电力系统的频率。
当负荷增加时，电力需求增大，如果供电能力无法满足需求，则会导致频率下降。
反之，当负荷减少时，供电能力大于需求，可能会导致频率上升。
因此，负荷变化是影响频率稳定的主要因素之一。
2. 发电机调节能力：发电机作为电力系统的核心组成部分，其调节能力对频率稳定至关重要。
通过调整发电机的励磁和机械控制，可以控制输出功率和频率。
发电机的调节能力越强，频率调节越稳定。
3. 动力系统的机械阻尼：电力系统中的机械阻尼是通过转子惯性和机械负载实现的。
机械阻尼能够吸收短期负荷波动对频率的影响，提高系统的稳定性。
4. 频率调节器的准确性：频率调节器是用来监测并调节电力系统的频率的重要设备。
调节器的准确性越高，调节频率的效果越好。
三、频率调节的方法和技术1. 发电机速度调整：通过调整发电机的转速来改变其输出频率。
这需要精确的发电机控制系统，并配备高效的调速装置，以实现快速而准确的频率调节。
2. 发电机励磁调整：通过调整发电机的励磁电流来改变其输出频率。
励磁系统的优化设计和高精度的励磁调节装置可以实现精确的频率控制。
3. 负荷控制：通过调整负荷的供电方式和运行模式，实现对电力系统频率的调节。
例如，在面临频率下降的情况下，可以通过优化负荷分配和控制负荷的投入时间，来保持频率稳定。
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
变
化 周
一次 调频
期
小
于
10s
变化 周期 10s ︱ 3min
二次调频
0
三次调频-最优分配
有功功率的日负荷曲线 3
二、负荷的有功功率-频率特性
1、负荷的种类 ❖ 与频率变化无关的负荷
电阻炉、电弧炉、整流负荷 ❖ 与频率一次方成正比的负荷
阻力矩为常数的负荷 ❖ 与频率二次方成正比的负荷
K* G
KGfN /PGN
i1
PGN
* 1
K* G
PGN
PGiN / i*
PGN系统n台机组额定功率之和
14
四、有功功率平衡
P
1、有功平衡与频率的关系 P1
PG (PD PS PL ) 0
P2
PG 所有电厂发出的有功总和；
PD 系统综合负荷；
PS 厂用电有功负荷；
0
PL 网络的有功损耗
放 大 器
功率 PG 测量
功
PID 率
校
放
正
大
器
转 速
电 液
油 动
汽 轮
系 发统 电
转
机
机
机
换
器
有
功
功
率
8
1、调速系统工作原理
电气液压调速系统的组成 转速测量环节-----将机组的转速转换成电压信号、 与给定的转速值相减（经频差放大器）得出频率 误差信号。 功率测量环节-----将发电机发出的有功功率转换 成电压信号，与给定功率相减并与频率误差同时 送入综合放大器进行综合和放大，得出综合误差 信号。
PD/PDNPD* f / fN f*
P
负
荷
机组
机组的单位调节功率
KG*
1
*
电液转换器-----将电信号转换成油压信号使油动机动 作，从而改变汽门的开度。
11
2在、自发动电调机速组系的统作功用率下-频，率发静电机态输特出性功率和频率
的关系曲线。
P
发电机的单位调节功率
Pset
正 KGPfGPfN setΔΔG Pf
值
KG*
ΔPG* Δf*
0
fN f0
f
发电机组的频率静态特性
ΔPG/PGN Δf/Nf
KG
fN PGN
1
*
12
2、发电机组的功率--频率静态特性
静态调差系数---调差率
P
Pset
* f*
PG*
0.05?
结论：
0
fN f0
f
•调差系数的大小对频率偏移的影响很大。
•调差系数（单位调节功率）可以整定：
汽轮发电机组:*=0.04-0.06,KG*=25-16.7; 水轮发电机组: *= 0.02-0.04, KG*= 50-25。
Ch5 电力系统正常运行方式 的调整与控制
难点： 1）调频计算与调压计算 2）水火电厂有功负荷最优分配 3）无功负荷最优补偿
1
§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
一、调整频率的必要性 1、频率是衡量电能质量的一个重要指标 由于所有用电设备都是按系统额定频率设计的； 系统频率质量的下降将影响各行各业； 电力系统的频率变动对发电厂和电力系统本身会 产生不利影响，而且频率过低时，甚至会使整个 系统瓦解，造成大面积停电； 2、有功负荷的变动与调整控制
(αi 1)
以PDN和fN为基准值
P D *01f* 2f* 23f* 3 ...
有功损耗占有功负荷的5-10%。
5
3、负荷的功-频特性及频率调节效应
P DKDf KD P fDtg 正值 P
负荷的频率调节效应（系数）
以PDN和fN为基准值
PDN
KD * P fD * * P fD//P fN D NKDP fD N N
PG(f)
△PD
PD(f)’
B
△PD0
△PG A PD(f)
f2 f1
f
有功平衡水平的高低决定了系统频率水平的高低。 要保持频率水平，需有足够的有功电源的备用容量 应付有功负荷的增加。
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2、备用容量
2-5%最大负荷
5-10%最 大负荷
❖ 按作用分：负荷备用、事故备用、检修备用、 国民经济备用；
❖ 按储存形式分：旋转备用（热备用）、冷备用
3、有功电源的最优组合
火力发电厂的特点 支付燃料费用，但不受自然条件影响； 有功出力调节范围小、负荷增减速度慢； 热电厂为不可调节的强迫功率。
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水电厂的特点 ❖ 不支付燃料费用，受自然条件影响； ❖ 有功出力调节范围宽、负荷增减速度快； ❖ 发电用水量按水库综合效益考虑。 抽水出能电厂
具有填谷削峰的作用。 核电站
标么值=1-3
0
fN
f
有功负荷的频率静态特性
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三、发电机组的有功功率-频率特性
1、调速系统工作原理
机械液压调速系统
调速器
电气液压调速系统
固
负荷增加→开大汽门；
定
负荷减少→减少汽门。
频率的一次调整---有差调整
同步器
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电气液压调速系统的原理框图
转速 测量
f
频 差
放
转速
大
给定
器
fset
综 合
功率 Pset 给定
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多台机组的等值单位调节功率
KG
ΔPG Δf
第i台机组的输出功率增量 PGi KGif
(i 1,2,....n)
n台机组输出功率总增量
n
n
P G P G i K G ifK G f
i1
i1
KG 1 P fG 2i n1KG i i n1K* GiP fG NiN
等值调差系数
n
K P * Gi GiN
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综合误差信号
U err i(Pset PG ) KG(f set f)
Pset 功率给定值；
PG 发电机发出功率的测量 值；
f set
频率给定值，一般为
f
；
N
f 与发电机转速相应的频 率测量值；
i、KG - 偏差系数。
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电气液压调速系统的组成
PID校正（调节）-----实现功率偏差和转速偏差之间的 稳态线性关系，并改善控制系统的性能。所得出的 信号经过功率放大使之有足够的功率来驱动电液转 换器。
一次性投资大、运行费用小，运行中不易带急剧 变化的负荷，反应堆和汽机组退出和再度投入费 时，且消耗能量大。
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各类发电厂负荷的合理分配
A---水电厂不可调功率；B—水电厂可调功率；C—热 电厂；D—核电厂；E—高温高压凝汽式火电厂；F—中 温中压凝汽式火电厂
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小结：功频特性
负荷的频率调节效应
KD*
变压器中的涡流损耗 ❖ 与频率三次方成正比的负荷
通风机、循环水泵 ❖ 与频率更高次方成正比的负荷（比重很小）
给水泵
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二、负荷的有功功率-频率特性
2、负荷频率特性数学表达式
PD PLN[α0 α1(f/fN )α3(f/fN )2 α3(f/fN )3 ...] PD:频率f时系统的有功负荷 PDN:f fN时系统的有功负荷 αi:与频频率 i次方成正比负的 荷在PDN中所占的比例