《电力系统分析理论》课件第4篇 章 频率调整.pptVIP

电力系统中的发电厂主要有以下三类 水力发电厂 火力发电厂 原子能发电厂（核电厂） 各类发电厂由于其设备容量、机械特性、使用的动力资源等不同，而有着不同的技术经济特性。必须结合它们的特点，合理地组织这些发电厂的运行方式，恰当安排它们在电力系统日负荷曲线和年负荷曲线中的位置，以提高电力系统运行的经济性。 第四节 各发电厂有功负荷合理分配 1、火力发电厂的主要特点 （1）要支付燃料及运输费用，不受自然条件的影响。 （2）有功出力调节范围较小，启停时间长且启停费用高。 （3）效率与蒸汽参数有关，高温高压设备效率最高，低温低压设备效率最低。 （4）热电厂总效率较高，但与热负荷相应的输出功率是不可调节的强迫功率。 （一）各类发电厂的特点 第四章 电力系统有功功率和频率调整 第五章 电力系统有功功率的平衡和频率调整 第四章 电力系统有功功率和频率调整 第一节 有功平衡与频率调整 第二节 电力系统的频率特性 第三节 电力系统的频率调整 第四节 各发电厂有功负荷合理分配 第五节 电力系统有功功率的最优分配 频率变化对电力系统的影响 用户侧 异步电动机的转速与频率有关，频率变化将影响产品质量，如造纸，纺织将出残次品。 恒转矩负荷的电动机，如机床，频率低则功率降低，影响出力。 电子设备的计时，雷达，计算机等。 供电侧 电厂锅炉与水泵、风机出力降低，严重后果 汽轮机的额定转速与共振，降低寿命 变压器的励磁电流增加，无功损耗增大，电压降低。 第一节 有功平衡与频率调整 MT×角速度：原动机的机械功率 ME ×角速度：发电机的电磁功率 MT ME 允许的频率偏差范围 |Δf|0.5Hz 负荷的频率特性 电力系统有功功率负荷（以下简称负荷）时刻都在作不规则变化，如右图所示。对系统实际负荷变化曲线的分析表明，系统负荷可以看作是由三种具有不同变化规律的变动负荷所组成：第一种是变化幅度很小，变化周期短，负荷变动有很大的偶然性；第二种是变化幅度大，变化周期较长；第三种是变化缓慢的持续变动负荷。 有功功率平衡和备用容量 为保证可靠供电和良好的电能质量，在系统最大负荷情况下还应留有余量，系统电源容量大于发电负荷的部分称系统的备用容量。系统备用容量一般分负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。 （1）负荷备用：是指调整系统中短时的负荷波动并担负计划外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大小应根据系统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。一般为最大负荷的2％一5％. (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。 第二节 电力系统的频率特性 当频率变化时，电力系统中的有功功率负荷也将发生变化。当电力系统处于稳态运行时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率-频率静态特性。 电力系统中的负荷各种各样，有些负荷取用的功率与系统的频率无关，如电热器，有些负荷一系统的频率成正比，如切削机床，有些则与频率的二次方或更高次方成正比，如风机、水泵等。电力系统综合负荷的有功功率与频率的关系用数学式表示为 式中， 为电力系统频率为 时，整个系统的有功负荷， 为电力系统频率为额定值 时，整个系统的有功负荷， 为上述有功负荷占 的百分数。 由于系统在正常运行时频率与额定频率之差通常很小， 加上与频率高次方成比例的负荷所占比重很小，我们 可以近似地认为负荷的变化与频率的变化成正比，称 为负荷调节效应，并用负荷频率调节系数KD表示 fN f pL PLN 1 2 0 右图曲线2为负荷功率与频率 实际关系，曲线1是近似表示 后的关系，曲线1为曲线2在额 定频率点的切线，斜率即为 (4-3)是频率与负荷消耗的功率之间的准确的关系，但是， 由于负荷的组成不断变化，在不同时间段，投入使用的 负荷也在动态变化，因此，实际上无法用（4-3）来 精确计算负荷功率。引入负荷调节效应后，实际上是使负 荷功率随着频率而变化的计算更加简便。式（4-3）变为： 当然，KD的值还是根据系统的负荷情况通过（4-3）计算出来的。有时也可通过实验获得，一般情况下KD*=1~3。 （例4-1） 某电力系统中，总有功功率为2000MW，若KD*=1.5，求KD 解: （例4-2）已知总负荷中各类负荷所占比重a0,a1,a2,a3分别为0.3,0.4,0.1和0.2，求系统频率由50Hz降低到49Hz时，负荷吸收的有功功率的变