有功功率调整要点
电力系统频率及有功功率的调节精品PPT课件
例1 某电力系统中，与频率无关的负荷占30％， 与频率一次方成比例的负荷占40％，与频率二 次方成比例的负荷占10％，与频率三次方成比 例的负荷占20％。求系统频率由50Hz下降到 47Hz时，负荷功率变化的百分数及其相应的值。
PL* a0 a1 f* a2 f*2 an f*n
0.3 0.4 0.94 0.1 0.942 0.2 0.943
点4：当频率下降到f2时，ZPJH的第二轮频率继 电器启动，经一定时间Δt2后
点5：又断开了接于第二轮频率继电器上的用户。 点5-6：系统有功功率缺额得到补偿。频率开始
沿5～6曲线回升，最后稳定在f∞(2) 。
逐相应的用户）。即
系统频率重新稳定下来或出现回升时，这个过程 才会结束。
告结束。
机组间有功功率的分配： 调频结束时必有
Pfhe
n i 1
Pci
(1
K1
......
K n1
)Pc1
f 0
而各调频机组分担的功率为
Pci
1 K1
K ...... Kn1
Pfhe
K i 1 Kx
Pfhe
上式说明各调频机组间的出力也是按照一定 的比例分配的。
积差调频法（同步时间法） 调频方程式： 积差调频法（或称同步时间法）
电力系统频率及有功功率的调节
一、电力系统的频率特性 二、调频与调频方法 三、电力系统低频减载
一、电力系统的频率特性
f pn 60
P——发电机组转子极对数 n——发电机组的转数（r/min） f——电力系统频率（Hz） 显然，电力系统的频率控制实际上就是 调节发电机组的转速。
1)电力系统频率一致；任一时刻，发供平衡。
频器的调节方程的原有平衡状态被首先打破， 无差调频器向着满足其调节方程的方向对机组
电力系统有功功率的平衡与频率调整(ppt 47页)
水电厂可调功率
蓄能
中温中压火电厂 高温高压火电厂
发电
热电厂可调功率 燃烧劣质当地燃料火电厂
原子能电厂
无调节水电厂和其迫率
04
8 12 16 20 24洪水Βιβλιοθήκη 节:负荷中温中压火电厂
高温高压火电厂 热电厂可调功率 燃烧劣质当地燃料火电厂
原子能电厂 水水电电厂厂和和热热电电厂厂的的强强迫迫功功率率
一次投资大，运行费低，尽量利用承担基本负荷
应指出: 枯水季节往往由系统中的大型水电厂承担调频
任务;洪水季节这任务就转移给中温中压火电厂.抽 水蓄能电厂在其发电期间也可参加调频.但低温低压 火电厂则因容量不足,设备陈旧,不能担负调频任务.
有功功率电源的最优组合
各类发电厂组合顺序示意图
负 负荷 荷
有功功率电源的最优组合
即指系统中发电设备或发电厂的合理组合, 也就是所谓的机组合理开停. 有功功率负荷的最优分配
即指系统的有功功率负荷在各个正在运行的 发电设备或发电厂之间的合理分配.最常用的是按 等耗量微增率准则分配.
火电厂外景
各类发电厂的运行特点和合理组合
(1)火电厂特点： 需燃料及运输费用，但不受自然条件影响 效率与蒸汽参数有关 受锅炉、汽轮机最小技术负荷限制，有功出力调整
（4）国民经济备用：是考虑到工农业用户的超计划生产， 新用户的出现等而设置的备用容量，其值根据国民经济的 增长情况而确定，一般约为系统最大负荷的3%—5%
负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用归纳起 来以热备用和冷备用的形式存在于系统中。而不难想见， 热备用中至少应包括全部负荷备用和一部分事故备用
（2）事故备用：是使电力用户在发电设备发生偶然性事故时 不受严重影响，维持系统正常供电所需的备用。事故备用容 量的大小应根据系统容量、发电机台数、单位机组容量、机 组的事故概率、系统的可靠性指标等确定，—般约为最大负 荷的5％一10 ％，但不得小于系统中最大机组的容量。
电力系统的有功功率平衡和频率调整
PG ( f )
发电机两者的调节效应.考虑一台 P2 ΔPD0 ΔPD
发电机和一个负荷的情况.
ΔPG P1
P’D ( f ) PD ( f )
假定系统的负荷增加ΔPD0
负荷的实际增量：
PGPD0PD
o
f2 f1
f
< 负荷的实际增量应与发电机组的功率输出的增量相等 >
13.2 电力系统的频率特性
三.电力系统的 P–f 静态特性
13-3 电力系统的频率调整
系统调频
➢负荷变化时通常首先由主调频电厂进行 二次调频力图恢复系统频率. ➢若仍有功率缺额则由配置了调速器的机 组进行一次调频.
13.3 电力系统的频率调整
1. 频率的一次调整
发电机组的调速器,根据系统频率的偏移,改变机组的出力,使有 功功率重新达到平衡,这就是频率的一次调整.
13.3 电力系统的频率调整
5. 互联系统的频率调整
二 功负次 率荷调 增增频 量量
频率调整可能引起网络潮流的重新分布
A
B
PDAPABPGAKAf PDBPABPGBKBf
ΔPDA ΔPGA
KA
ΔPAB
ΔPDB ΔPGB
KB
f P D A P D B P G A P G B P D P G= 0, 则: △f = 0
说的频率调整
同步器平行移动发电机 的功频静特性来调节频率和 分配机组间的有功功率
P3 ΔPD0
P2
P1
o
PG ( f ) ΔPD ΔPG
P’D ( f ) PD ( f )
f2 f1
f
13.3 电力系统的频率调整
3. 发电机的分类
有可调容量的机组均参加频率的一次调整 只有一台或少数几个机组参加频率的二次调整 主调频机组：参与二次调频的机组,条件：有足够大的调频容量和 调节范围,出力调整速度应满足系统负荷变化速度的要求等. 辅助调频机组：只有在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参 与频率调整 非调频机组：按调度中心预先给定的负荷曲线运行,不参与频率的 二次调整
有功功率平衡与频率调整
第五章电力系统有功功率平衡与频率调整主要内容提示本章主要争论电力系统中有功功率负荷的最优安排和频率调整。
§5-1电力系统中有功功率的平衡一、电力系统负荷变化曲线在电力系统运行中，负荷作功需要肯定的有功功率，同时，传输这些功率也要在网络中造成有功功率损耗。
因此，电源发出的有功功率必需满意下列平衡式：式中Σ 分—全部电源发出的有功功率；2七一全部负荷需要的有功功率；△与一网络中的有功功率损耗。
可见，发电机发出的功率比负荷功率大的多才行。
当系统中负荷增大时，网络损耗也将增大，发电机发出的功率也要增加。
在实际电力系统中，负荷随时在变化，所以必需靠调整电源侧，使发电机发出的功率随负荷功率的变化而变化。
负荷曲线的外形往往是无肯定规律可循，但可将这种无规章的曲线看成是几种有规律的曲线的迭加。
如图5-1所示，将一种负荷曲线分解成三种曲线负荷。
第一种负荷曲线的变化，频率很快，周期很短，变化幅度很小。
这是由于想象不到的小负荷常常性变化引起的。
其次种负荷曲线的变化，频率较慢，周期较长，幅度较大。
这是由于一些冲击性、间歇性负荷的变动引起的，如大工厂中大电机、电炉、电气机车等一开一停。
第三种负荷曲线的变化，特别缓慢，幅度很大。
这是由于生产、生活、气象等引起的。
这种负荷是可以估计的。
对于第一种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“ 一次调整”。
调整方法一般是调整发电机组的调速器系统。
对于其次种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“二次调整”，调整方法是调整发电机组的调频器系统。
对于第三种负荷的变化，通常是依据估计的负荷曲线，依据肯定的优化安排原则，在各发电厂间、发电机间实现功率的经济安排，称为有功功率负荷的优化安排。
二、发电厂的备用容量电力系统中的有功功率电源是发电厂中的发电机，而系统中装机容量总是大于发电容量，即要有肯定的备用容量。
系统的备用容量包括：负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用。
总备用容量占最大发电负荷的（15~20）%。
电力系统有功功率平衡与频率调整
第五章电力系统有功功率平衡与频率调整主要内容提示本章主要讨论电力系统中有功功率负荷的最优分配和频率调整。
§ 5-1电力系统中有功功率的平衡一、电力系统负荷变化曲线在电力系统运行中，负荷作功需要一定的有功功率，同时，传输这些功率也要在网络中造成有功功率损耗。
因此，电源发出的有功功率必须满足下列平衡式：P G P Li P式中P Gi —所有电源发出的有功功率；% —所有负荷需要的有功功率；P—网络中的有功功率损耗。
可见，发电机发出的功率比负荷功率大的多才行。
当系统中负荷增大时，网络损耗也将增大，发电机发出的功率也要增加。
在实际电力系统中，负荷随时在变化，所以必须靠调节电源侧，使发电机发出的功率随负荷功率的变化而变化。
负荷曲线的形状往往是无一定规律可循，但可将这种无规则的曲线看成是几种有规律的曲线的迭加。
如图5-1所示，将一种负荷曲线分解成三种曲线负荷。
第一种负荷曲线的变化，频率很快，周期很短，变化幅度很小。
这是由于想象不到的小负荷经常性变化引起的。
第二种负荷曲线的变化，频率较慢，周期较长，幅度较大。
这是由于一些冲击性、间歇性负荷的变动引起的，如大工厂中大电机、电炉、电气机车等一开一停。
第三种负荷曲线的变化，非常缓慢，幅度很大。
这是由于生产、生活、气象等引起的。
这种负荷是可以预计的。
对于第一种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“一次调整”。
调节方法一般是调节发电机组的调速器系统。
对于第二种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“二次调整”，调节方法是调节发电机组的调频器系统。
对于第三种负荷的变化，通常是根据预计的负荷曲线，按照一定的优化分配原则，在各发电厂间、发电机间实现功率的经济分配，称为有功功率负荷的优化分配。
二、发电厂的备用容量电力系统中的有功功率电源是发电厂中的发电机，而系统中装机容量总是大于发电容量，即要有一定的备用容量。
系统的备用容量包括：负荷备用、事故备用、检修备用和国 民经济备用。
有功功率调节和静态稳定
有功功率调节和静态稳定电网无穷大，则U=常数，f=常数，电网阻抗Z=O1.有功功率的调节已知，在忽略铜耗的前提下，而Pem和Pl从功角特性可以看出是成正比关系的，所以，想要增加电机输出的有功功率，从功率平衡的观点来看, 只有增加原动机的输入功率P1。
(1)调节励磁电流不能调节有功功率例如If增加，则EO增加，PenI增加，制动性质的电磁转矩增加，发电机减速，。
减小，PenI减小，回到原来的功率平衡。
(2)调节原动机的功率来调节发电机的有功功率增加原动机的输出功率，则Tl>Tem+T0,发电机加速，θ增加，Pem增加，发电机的输出功率增加。
减少原动机的输出功率，则Tl<Tem÷TO,发电机减速, 0减少，PenI减小，发电机的输出功率减小。
图1同步发电机有功功率的调节2.静态稳定的概念静态稳定问题：发电机在某一稳定运行状态，(即发电机和电网并联运行时，电压U和频率f都为恒定值，励磁电流If不变，其输入功率和输出功率都不变的运行状态)，如果在电网或原动机方面，突然发生一些微小干扰，在此小干扰去掉后，发电机如能恢复到原来的稳定运行状态，即认为该发电机的运行是稳定的。
动态稳定问题：发电机突然加负载、切除负载等正常操作运行时，或者在发生突然短路、电压突变、发电机失去励磁电流等非正常运行，以及遭受到大的或是一定数值参数变化或负载变化时，电机是否还能保持同步运行的问题。
图2同步发电机的静态稳定原动电机或电网一新的平衡点一扰动消失一回到原来平衡点则为静态稳定的，反之不稳定1）在a点，Pl=Pem,即输入Pl和输出Penl相等，电机稳态运行2）来一个干扰，假定使得Pl增加到Pl',显然电机的转速将增大，因为功角和转速成正比关系变化，所以，功角也将增大，推出Penl也增大，这样一来，我们可以看出在b点电机将到达一个新的平衡点，从而继续稳定运行。
图3同步发电机的静态不稳定3）设原来运行在下降段，（在a'点）。
电力系统的有功功率和频率调整
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第二节 电力系统有功功率的最优分配
核电厂
反应堆的负荷没有限制 汽轮机的技术最小负荷为额定负荷的10%-15% 反应堆和汽轮机退出运行和再度投入或承担急
转动到DE’，使F点下降至F’和E点下降至E’。
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测速元件 调频器
执行机构
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第三节 电力系统的频率调整
错油门活塞下移使油管a、b的小孔开启，压力油 经b进入油动机活塞下部，活塞上部的油经a流入 错油门上部。
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第一节 电力系统有功功率的平衡
说明：
担任二次调整任务的发电厂称为调频厂，其母 线通常可设为潮流计算中的平衡节点。
三次调整中按给定负荷曲线发电的发电厂称为 负荷监视厂。
近年来我国出现的一种新的调整手段—负荷控 制：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 方将其部分或全部切除的控制方式。
26
第二节 电力系统有功功率的最优分配
2.2 各类发电厂的合理组合
基荷和峰荷的概念
基荷：日负荷曲 P
线最低点以下的
部 分 ， 24 小 时 内峰荷不变。峰荷：基荷和最 大负荷之间的部 分，经常变动。
基荷
t
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第二节 电力系统有功功率的最优分配
各类发电机的组合顺序 火电厂以承担基本不变的负荷为宜。高温高 压电厂优先投入，中温中压电厂其次。 核电厂原则上应承担额定容量负荷 无调节水库水电厂的全部功率和有调节水库 水电厂的强迫功率应首先投入 有调节水库水电厂的可调功率：丰水期优先 投入；枯水期后投入 抽水蓄能电厂承担高峰负荷
电力系统有功功率与频率的调整
电力系统有功功率与频率的调整引言电力系统中，有功功率和频率是两个重要的参数。
有功功率是指电力系统中用于传输、传递和消耗电能的功率，频率那么代表了电力系统中交流电信号的周期性。
因各种原因，有功功率和频率可能会发生变化，因此需要对其进行调整以确保电力系统的正常运行。
本文将探讨电力系统中有功功率和频率的调整方法。
有功功率调整方法发电机调整发电机是电力系统中有功功率的主要来源，因此调整发电机的输出功率可以实现对有功功率的调整。
在调整发电机的输出功率时，可以通过调整发电机的燃料供应或调整转子的转速来实现。
调整燃料供应调整燃料供应是一种常用的调整发电机输出功率的方法。
通过增加或减少燃料供应，可以增加或减少发电机的输出功率。
这种调整方法比拟简单，但需要注意控制燃料供应的精度，以确保发电机输出功率的稳定性。
调整转速调整发电机转速是另一种调整发电机输出功率的方法。
通过增加或减少发电机的转速，可以实现对输出功率的调整。
这种调整方法需要对发电机的转速进行精确控制，以防止对发电机的运行造成过大的影响。
负荷调整除了调整发电机的输出功率外，还可以通过调整电力系统的负荷来实现对有功功率的调整。
负荷调整可以通过增加或减少供电设备的负载来实现。
增加负荷增加负荷是一种常用的调整有功功率的方法。
通过增加供电设备的负载，可以增加电力系统的有功功率。
这种调整方法可以通过增加电阻、连接额外的负载设备或调整电力系统的运行模式来实现。
减少负荷减少负荷是另一种调整有功功率的方法。
通过减少供电设备的负载，可以减少电力系统的有功功率。
这种调整方法可以通过断开某些负载设备、调整供电设备的运行模式或降低负载的使用率来实现。
频率调整方法频率是电力系统中交流电信号的周期性表征，其稳定性对电力系统的正常运行至关重要。
频率的调整方法通常包括调整发电机的转速和调整负载的负载。
调整发电机转速调整发电机转速是一种常用的调整频率的方法。
通过增加或减少发电机的转速，可以实现对频率的调整。
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故 n 台机组的等值单位调节功率为：
由此可见，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。在输出功率变动值 △ PG 相同的条件 下，多台机组并列运行时的频率变化比一台机组运行时 的要小得多。
频率的二次调整
假定系统中只有一台发电机组向负荷供电，原始运行点为两条特性 曲线PG(f)和PD(f）的交点A，系统的频率为f1。系统的负荷增加 △PD0后，在还未进行二次调整时，运行点将移到 B 点，系统的频 率便下降到 f2。在同步器的作用下，机组的静态特性上移为P’G(f)， 运行点也随之转移到点B’。此时系统的频率为f ’2，频率的偏移值 为 △f＝f2－f1 。由图可见，系统负荷的初始增量△PD0由三部分 组成：
第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进 行调整。这种调整通常称为频率的一次调整。
第不 能将频率偏移限制在容许的范围之内，这时必须有调频器 参与频率调整，这种调整通常称为频率的二次调整。
第三种负荷的变化规律，可参见日负荷曲线，这部分负荷 将在有功功率平衡的基础上，按照最优化的原则在各发电 厂间进行分配。
简述有功功率（频率）调整的必要性， 并论述如何实现一次调整和二次调整？
频率调整的必要性
电力系统的许多用电设备运行都与频率相关。 工业中应用的异步电动机，其转速和输出功 率均与频率相关。当频率变化时，电动机转 速和输出功率随之变化，从而影响产品质量。 现代工业、国防和科学研究部门应用的电力 技术设备，如果频率不稳定，也将影响这些 电子设备精确性。
此方程即为二次调整时的功率平衡方程
由上式可见：
进行频率的二次调整并不能改变系统的单位调节功率 K 的数值。 由于二次调整增加了发电机的出力，在同样的频率偏移 下，系统能承受的负荷变化量增加了，或者说，在相同的 负荷变化量下，系统频率的偏移减小了。 由图中的虚线可见，当二次调整所得到的发电机组功率 增量能完全抵偿负荷的初始增量，即△PD0－△PG＝O时，频 率将维持不变（即△f＝0)，这样就实现了无差调节。
频率的变化对电力系统的正常运行也十分有害。当 频率降低，异步电动机和电压器的励磁电流增大， 无功功率损耗增加，这些都会使电力系统无功平衡 和电压调整增加困难。
综上可知，当系统中有功功率频率变化时，一定要 及时调整。 我国电力系统频率偏差范围为 0.2 ~ 0.5 HZ
负荷的变化将引起频率的相应变化。
频率的一次调整
当n台装有调速器的机组并联运行时，可根据各机组的 调差系数和单位调节功率算出其等值调差系数(δ*) ，或 算出等值单位调节功率 KG (KG* )。当系统频率变动 △ f 时，第 i 台机组的输出功率增量：
P Gi KGi f (i 1, 2,.....n)
n 台机组输出功率总增量为：
当二次调整所得到的发电机组功率增量不能满足负荷变 化的需要时，不足的部分须由系统的调节效应所产生的 功率增量来抵偿，因此系统的频率就不能恢复到原来的 数值。 在有许多台机组并联运行的电力系统中，当负荷变化时， 配置了调速器的机组，只要还有可调的容量，都毫无例 外地按静态特性参加频率的一次调整。而频率的二次调 整一般只是由一台或少数几台发电机组（一个或几个厂） 承担，这些机组（厂）称为主调频机组（厂）。