电力系统自动化-第3章 电力系统频率及有功功率自动调节.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3 自动发电控制（AGC/EDC）的实现 （二）自动发电控制基本原理 多台发电机组的AGC 系统 K(s)：调频器，完成二次调频计算 负荷分配器：根据调频需要（ACE信号），按照等微增率准则或其他原则控制调频出力（发电机出力变化量）在各机组间的分配 3 自动发电控制（AGC/EDC）的实现 自动发电控制系统的基本任务和目标 使全系统的发电机输出功率和总负荷功率相匹配； 将电力系统的频率偏差调整控制到零，保持系统频率为额定值； 控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，以实现各个区域内有功功率和负荷功率的平衡； 在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。 （二）自动发电控制基本原理 3 自动发电控制（AGC/EDC）的实现 （1）负荷分配器：根据电力系统频率和其他有关测量信号，按照一定的调节控制准则确定各发电机组的最佳设定输出功率。 （2）发电机组控制器：根据负荷分配器所确定的各发电机组最佳输出功率，控制调速器的调节特性，使发电机组在电力系统额定频率下所发出的实际功率与设定的输出功率相一致。 自动发电控制系统的组成 （二）自动发电控制基本原理 3 自动发电控制（AGC/EDC）的实现 AGC信号2~4s测量一次联络线功率、系统频率、发电机出力 AGC指令循环周期需小于10s，以应对周期为10s的波动 分区控制 AGC/EDC的系统实现 （二）自动发电控制基本原理 第4节——电力系统低频减载 * * 频率自动调节是否可以完全维持频率？？ 前提：系统正常运行，具有足够的热备用容量 故障情况下：严重有功缺额，超过系统热备用容量，系统如何反应，如何应对？？ 1 概述 * 含义：在系统频率降到某值以下，采取切除相应负荷的办法来减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。 称为按频率自动减负荷（低频减载） 中文简拼为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding），也有的书上称为AFL 【例子】某电力系统在额定情况下运行，负荷调节效应系数1.7,总负荷500MW，突然由于事故切除60MW的发电功率。 （1）如果不采取任何措施，求系统的稳定频率？ （2）如果切除40MW的负荷，求系统的稳定频率？ 1 概述 * 解：突然切除60MW的发电功率，相当于出现60MW的功率缺额 （1） （2） 出现功率缺额时，只靠负荷调节效应补偿，稳定频率较低。 切除部分负荷，与只靠负荷调节比较，频率得到明显回升。 何时，切除多少负荷，以维持系统频率在要求范围？？ 低频减载 （ZPJH） 1 概述 * （1）系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，可能引发频率崩溃 （2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，可能造成电压失稳 （3）系统频率长期运行在49.5～49Hz以下，影响生产生活 （4）为避免汽轮机共振，可能引起低速切机 （5）局部电网频率升高，导致大机组过速跳机 （6）影响冷却泵工作，可能导致核能电厂停机 所以在电力系统发生有功功率缺额的事故时，必须迅速断开相应的用户，使频率维持在运行人员可以从容处理的水平上，然后在逐步恢复到正常值。按频率自动减负荷装置“ZPJH”是电力系统一种有力的反事故措施 2 系统频率的事故限额 * 电力系统的动态频率特性 电力系统由于有功功率平衡遭到破坏而引起系统频率发生变化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程 变化过程： 系统中出现功率缺额时，系统中旋转机组的动能都为支持电网的能耗作出贡献 频率随时间变化的过程主要决定于有功功率缺额的大小与系统中所有转动部分的机械惯性，其中包括汽轮机、同步发电机、同步补偿机、电动机及电动机拖动的机械设备 3 系统频率的动态特性 * 发电不足时： 系统频率从额定频率变化到一个新的稳态频率 系统稳定频率必然低于额定频率 :由功率缺额引起的另一个稳定运行频率； Tf：系统频率变化的时间常数，与系统整体的惯性时间常数以及负荷调节效应系数有关，一般在（4～10）s间。大系统较大，小系统较小。 4 自动低频减载的工作原理 * 低频减载就是通过切除负荷，避免频率的过量减小 适应不同功率缺额下的负荷切除 避免过切导致的频率升高和少切导致的频率偏低 关键：如何切除负荷 已知发电缺额？？ 切除对应数量负荷 挑战：发电缺额未知且变化 分轮次多级进行 逐次逼近 即事先整定好每次切除负荷的多少，按频率大小依次切除负荷 4 自动低频减载的工作原理 * 频率下降到f1时，第一轮继电器起动，经一定时间后断开对应部分负荷，这就是第一次对功率缺额进行的计算； 若功率缺额比较大，频率继续沿新曲线3-4下降,当下降到f2时，第二轮频率继