电力系统分析-孟祥萍-PPT课件第4章..复习进程.ppt
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1、电力系统分析电力系统分析电力系统分析-孟祥萍-PPT课件第4章.电力系统分析电力系统分析4.1 4.1 概述概述4.1.1频率调整的必要性频率调整的必要性4.1.2频率调整的方法频率调整的方法电力系统分析电力系统分析频率变化的原因频率变化的原因?频率变化对负荷的影响频率变化对负荷的影响(1)异步机:纺织品产生毛疵、纸张薄厚不均 (2)电子设备:降低精度、产生误差 频率变化对电力系统的影响频率变化对电力系统的影响(1)水泵、风机:水压、风力不足(2)汽轮机的叶片:低压级叶片因振动产生 裂纹频率允许偏移的范围:频率允许偏移的范围:50Hz(0.20.5)Hz 系统中负系统中负荷的变荷的变化化你答对
2、了吗你答对了吗?4.1.1 4.1.1 频率调整的必要性频率调整的必要性电力系统分析电力系统分析有功功率负荷变动曲线有功功率负荷变动曲线4.1.2 4.1.2 频率调整的方法频率调整的方法幅度小幅度小(0.1%0.5%),),周期短周期短(10s)幅度较大幅度较大(0.5%1.5%),周期较长),周期较长(一般(一般10s3min)持续变动的负荷持续变动的负荷4.1 4.1 4.1 4.1 概述概述概述概述电力系力系统频率的率的变化是由有功化是由有功负荷荷变化引起的。化引起的。电力系统分析电力系统分析 图图4.1 有功负荷的变化有功负荷的变化 第第一一种种变化化负荷荷引引起起的的频率率偏偏移移
3、由由发电机机组的的调速速器器进行行,称称为频率的一次率的一次调整整。第第二二种种变化化负荷荷引引起起的的频率率偏偏移移由由发电机机组的的调频器器进行行,称称为频率的二次率的二次调整整。第第三三种种负荷荷的的变化化是是可可预测的的,调度度部部门按按经济调度度的的的的原原则事事先先给各各发电厂厂分分配配发电任任务,各各发电厂厂按按给定定的的任任务及及时地地满足足系系统负荷荷的的需需求求,就就可可以以维持持频率的率的稳定。定。4.1.2 4.1.2 频率调整的方法频率调整的方法电力系统分析电力系统分析4.2 4.2 自动调速系统自动调速系统4.2.1 调速器的工作原理调速器的工作原理实现频率的实现频
4、率的 一次一次调整调整4.2.2 调频器的工作原理调频器的工作原理实现频率的二次实现频率的二次 调整调整电力系统分析电力系统分析转速测转速测量元件量元件 放大元放大元件件 执行机执行机构构 转速控转速控制机构制机构 4.2 4.2 4.2 4.2 自动调速系统自动调速系统自动调速系统自动调速系统离心飞摆式调速系统离心飞摆式调速系统电力系统分析电力系统分析图图4.2离心飞摆式调速系统示意图离心飞摆式调速系统示意图4.2 4.2 4.2 4.2 自动调速系统自动调速系统自动调速系统自动调速系统PE PTw w0 电力系统分析电力系统分析4.2.1 4.2.1 调速器的工作原理调速器的工作原理 实现
5、频率的一次调整实现频率的一次调整 发电机输出发电机输出 功率功率增加增加频率频率略低略低于原来值于原来值负荷负荷降低降低发电机输出发电机输出 功率功率减小减小频率频率略高略高于原来值于原来值负荷负荷增大增大 有差调节有差调节4.2 4.2 4.2 4.2 自动调速系统自动调速系统自动调速系统自动调速系统电力系统分析电力系统分析图图4.2离心飞摆式调速系统示意图离心飞摆式调速系统示意图4.2 4.2 4.2 4.2 自动调速系统自动调速系统自动调速系统自动调速系统PE PTw w0电力系统分析电力系统分析4.2.2 4.2.2 调频器的工作原理调频器的工作原理 实现频率的二次调整实现频率的二次调
6、整调频器完成二次调整调频器完成二次调整 无差调节无差调节4.2 4.2 4.2 4.2 自动调速系统自动调速系统自动调速系统自动调速系统电力系统分析电力系统分析4.3电力系统的频率特性电力系统的频率特性4.3.1发电机组的有功功率发电机组的有功功率频率静态频率静态特性特性4.3.2系统负荷的有功功率系统负荷的有功功率频率静态频率静态特性特性电力系统分析电力系统分析 4.3.1 4.3.1 发电机组的有功功率发电机组的有功功率 频率静态特性频率静态特性KGPGf04.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性发电机的单位调节功率发电机的单
7、位调节功率(或(或发电机组功频静特性系数发电机组功频静特性系数)调差系数调差系数电力系统分析电力系统分析调差系数的标么值调差系数的标么值KG 可以整定可以整定,由调速器决定由调速器决定4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性汽轮发电机组:汽轮发电机组:水轮发电机组:水轮发电机组:电力系统分析电力系统分析功频静态特性的平移功频静态特性的平移4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性调频器调频器 若机组负荷升高使转速若机组负荷升高使转速下降,可以通过伺服电动下降,可以通过伺
8、服电动机来提高转速,调整的结机来提高转速,调整的结果使原来的功频静特性果使原来的功频静特性2平行右移为特性平行右移为特性1。若机组负荷降低使转速若机组负荷降低使转速升高高,则可通过伺服电升高高,则可通过伺服电动机来降低机组转速,调动机来降低机组转速,调整的结果使原来的功频静整的结果使原来的功频静特性特性2平行左移为特性平行左移为特性3.电力系统分析电力系统分析4.3.2 4.3.2 系统负荷的有功功率系统负荷的有功功率 频率静态特性频率静态特性4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性 根根据据所所需需的的有有功功功功率率与与频频率
9、率的的关关系系可将负荷分成以下几类:可将负荷分成以下几类:v不受频率影响的负荷不受频率影响的负荷v与频率成正比的负荷与频率成正比的负荷v与频率的二次方成比例的负荷与频率的二次方成比例的负荷v与频率的高次方成比例的负荷与频率的高次方成比例的负荷电力系统分析电力系统分析系统的负荷功率与频率的关系:系统的负荷功率与频率的关系:4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统分析电力系统分析有功负荷的频率静态特有功负荷的频率静态特 连结容量连结容量,是指频率、,是指频率、电压等于额定值时,电压等于额定值时,接在电网上的用电设接在电网上的用
10、电设备的实际容量。备的实际容量。4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性 根根据据统统计计资资料料,系系统统负负荷荷以以第第二二类类占占多多数数,因因此此负负荷荷的的静静态态频频率率特特性性可可近近似似表表示示为一条直线。为一条直线。如果联结容量改变,静态特性曲线将上下移动。如果联结容量改变,静态特性曲线将上下移动。电力系统分析电力系统分析有功负荷的频率静态特有功负荷的频率静态特 4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性负荷的荷的频率率调节效效应系数系数或或简称称为负
11、荷的荷的频率率调节效效应(4.6)(4.6)用标幺值表示为:用标幺值表示为:(4.7)(4.7)它反映了系统负荷对频率的自动调整作用。它反映了系统负荷对频率的自动调整作用。电力系统分析电力系统分析 例例4.1 4.1 某电力系统中,与频率无关的负荷占某电力系统中,与频率无关的负荷占3535,与频率一次方成正比的负荷占与频率一次方成正比的负荷占4545,与频率二次方成,与频率二次方成正比的负荷占正比的负荷占1010,与频率三次方成正比的负荷占,与频率三次方成正比的负荷占1010。求系统频率由。求系统频率由5050赫降到赫降到4747赫时,相应的负荷变化赫时,相应的负荷变化百分值。百分值。4.3
12、4.3 4.3 4.3 电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统的频率特性电力系统分析电力系统分析4.4 4.4 电力系统的频率调整电力系统的频率调整4.4.1频率的一次调整频率的一次调整4.4.2频率的二次调整频率的二次调整4.4.3主调频厂的选择主调频厂的选择4.4.4互联系统的频率调整互联系统的频率调整电力系统分析电力系统分析4.4.1 4.4.1 频率的一次调整频率的一次调整4.4 4.4 4.4 4.4 电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整系统负荷增加时,在发电机组系统负荷增加时,在发电机组功频特性和负荷本身的调节效功频特性和
13、负荷本身的调节效应共同作用下实现了新的功率应共同作用下实现了新的功率平衡。平衡。负荷的功频特性负荷的功频特性 与发电与发电机组功频静特性机组功频静特性 的交点的交点a是系统的原始运行点,系统频是系统的原始运行点,系统频率为率为f1 若系统负荷增加若系统负荷增加 ,其特,其特性曲线变为性曲线变为 。假定系统只有一台机组假定系统只有一台机组 电力系统分析电力系统分析一次一次调整方程式整方程式为系统的单位调节功率系统的单位调节功率4.4 4.4 4.4 4.4 电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整b点点负值负值负荷功率的实际增量负荷功率的实际增量电力系统分析电力系
14、统分析4.4.2 4.4.2 频率的二次调整频率的二次调整4.4 4.4 4.4 4.4 电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整二次调整二次调整是以手动或自动方式调是以手动或自动方式调节发电机组的调频器,使发电机节发电机组的调频器,使发电机组的功频特性平行移动来改变发组的功频特性平行移动来改变发电机的有功功率,以保持系统的电机的有功功率,以保持系统的频率不变或使频率变化在允许范频率不变或使频率变化在允许范围内。围内。电力系统分析电力系统分析4.4.2 4.4.2 频率的二次调整频率的二次调整a是原始运行点是原始运行点系统负荷增加系统负荷增加PPD0D04.4
15、4.4 4.4 4.4 电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整由于进行了二次调整发电机组由于进行了二次调整发电机组增发的功率增发的功率 ;由于调速器的调整作用而增由于调速器的调整作用而增加的发电机组功率(图中加的发电机组功率(图中 )由于负荷本身的调节效应而由于负荷本身的调节效应而减小的负荷功率(图中减小的负荷功率(图中 )电力系统分析电力系统分析相似于式(相似于式(4.94.9)可得)可得 如如果果二二次次调调整整发发电电机机组组增增发发的的功功率率能能完完全全抵抵偿偿负负荷荷的的初初始始增增量量,则则实实现现了了无无差差调调节节,如图如图4.74.7中虚线
16、所示。中虚线所示。或:或:图图4.7频率的二次调整频率的二次调整4.4.2 4.4.2 4.4.2 4.4.2 频率的二次调整频率的二次调整频率的二次调整频率的二次调整(4.104.10)(4.114.11)电力系统分析电力系统分析4.4.3 4.4.3 主调频厂的选择主调频厂的选择按照是否承担二次调整可将电厂分为:按照是否承担二次调整可将电厂分为:主调频厂主调频厂辅助调频厂辅助调频厂非调频厂非调频厂(基载厂基载厂)4.4 4.4 4.4 4.4 电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整电力系统的频率调整主调频厂主调频厂(一般(一般12个电厂)负责全系统的频率个电厂)负责全系统的
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