电力系统分析 第五章 电力系统正常运行方式的调整与控制 ppt.ppt

电力系统分析Power System Analysis （五） 主讲人：孙醒涛 §5.1电力系统中有功功率和频率的调整和控制 1.电力系统频率变化的影响 对用户的影响 （1）异步电机转速：纺织工业、造纸工业 （2）异步电机功率下降 （3）电子设备的准确度 对发电厂和电力系统的影响 （1）对发电厂厂用机械设备运行的影响 （2）对汽轮机叶片的影响 （3）对异步电机及变压器励磁的影响，增加无 功消耗。 2 频率与有功平衡的关系 频率—由发电机转速决定 转速与其轴上的转矩平衡有关 转矩平衡与功率平衡 3有功功率负荷的 变化及其调整 负荷的有功功率－频率静态特性简化表达 二、 发电机组的有功功率－频率静态特性 2、概念介绍 发电机的单位调节功率：发电机组原动机或电源频率特性的斜率。 标志着随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。 发电机的调差系数：单位调节功率的倒数。 发电机的单位调节功率与调差系数的关系： 一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的： 汽轮发电机组 =3~5或 =33.3~20 水轮发电机组 =2~4或 =50~25 注意： 取功率的增大或频率的上升为正； 为保证调速系统本身运行的稳定，不能采用过大的单位调节功率； 对于满载机组，不再参加调整。 对于系统有若干台机参加一次调频： 具有一次调频的各机组间负荷的分配，按其调差系数即下降特性自然分配。 2. 当系统负荷增加时，由以下三方面提供： 二次调频的发电机组增发的功率 ； 发电机组执行一次调频，按有差特性的调差系数分配而增发的功率 ； 由系统的负荷频率调节效应所减少的负荷功率 。 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 五 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 六 自动发电控制 国内外自动发电控制的研究与应用情况 对频率控制的要求 自动发电控制是保证频率质量的重要技术手段 （1）传统的频率调节很难使频率满足要求； （2）负荷波动使发电功率与负荷难以平衡； （3）单机容量增大使单台机故障带来的损失增大，人工调节需较长时间。 自动发电控制是实现在线经济分配的必备手段  §5.2 电力系统的无功功率与电压的调整和控制 无功不足应采取的措施 电力系统的无功功率平衡应分别按正常运行时的最大和最小负荷进行计算。 经过无功功率平衡计算发现无功功率不足时，可以采取的措施有： (1)要求各类用户将负荷的自然功率因数提高到现行规程规定的数值。 (2)挖掘系统的无功潜力。例如将系统中暂时闲置的发电机改作调相机运行；动员用户的同步电动机过励磁运行等。 (3)根据无功平衡的需要，增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电容电器；大容量的、配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或静止补偿器。 35kV及以上电压供电负荷: ±5% 10kV及以下电压供电负荷: ±7% 低压照明负荷: +5%~-10% 农村电网: +7.5%~-10% 不可能控制所有的节点电压，选定某些有代表性的节点－中枢点 一、火电厂间有功负荷的经济分配 不等式约束的处理 功率上下限约束 先不考虑该约束条件进行经济分配计算，若发现越限，越限的发电厂按极限分配负荷，其余发电厂再按经济分配。 节点电压及无功功率约束 在经济功率分配后的潮流计算中处理。 以两台火电机组为例，忽略有功网损；假定各台机组的燃料消耗量和输出功率不受限制，要求：确定负荷功率在两台机组间的分配，使总的燃料消耗量最小。 等式约束 目标函数 作图法求解（只有两台机组） 在OO’上找到一点作垂线， 与两条耗量特性曲线的交点 间距离最短。 在耗量特性曲线具有凸性的情 况下，两条曲线的切线平行时， 燃料消耗量最少。 曲线的切线即斜率，就是该点的耗量微增率。 切线平行时，斜率相等，也就是耗量微增率相等。这就是等微增率准则