电力系统自动装置原理第四版第五章.ppt

第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节,上海交通大学 电气工程系,电力系统的频率特性,概述 电网稳态条件下的频率 f 是全系统一致的运行参数 频率变化是系统负荷与电源之间的功率失去平衡所致。原动机输入功率：,机组的动能,电力系统的频率特性,电网频率变动情况,t,P,持续分量,脉动分量,随机分量,负荷瞬时变动情况,电力系统的频率特性,调频与有功功率调节是不可分的，应满足安全运行约束；,符合经济运行要求，发挥能源最大效益；,频率偏差控制在预定范围内，保证电能质量。,电力系统的频率特性,电力系统负荷的功率-频率特性 负荷的静态频率特性：,频率下降时，负荷功率也下降到；频率上升时，负荷功率也上升到。负荷特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平衡，这种现象称为负荷调节效应。,负荷的频率调节效应系数：因为频率变化很小，所以 为一直线，取值范围在13之间。,f,PL,fN,fb,PLN,PLb,a,b,电力系统的频率特性,发电机的功率-频率特性 发电机转矩方程：功率方程：无调速器时，转速和转矩都为额定值。,加调速器后，将从一条静态特性曲线向另一条静态特性曲线过渡。,P*,M*,*,f*,PG*,MG*,1.0,1.0,P,f,1,2,3,3,a,a”,a”,电力系统的频率特性,有调速系统的发电机功率-频率特性：,有差调节调差系数,调差特性与机组间有功功率的分配,调差特性为区域，有失灵区。,PG,f,PGb,PGa,PG,f,a,b,fN,f1,P1,P2,f,A,B,C,fN,P1,P2,P1,P2,P1,P2,PL,P,f1,电力系统的频率特性,思考题1 已知：两机组并联于一条母上，。且调速系统保证了两台机完全同步。若1号机组额定功率为60MW，两机均额定运行。求：当系统要求增加20MW的输出时，母线的频率为多少？,电力系统的频率特性,电力系统的频率特性 系统频率特性是由负荷频率特性和发电机频率特性共同形成的。,无调速有调速,到状态b，PL未变，PG没增加到状态c，再调可以到状态d,P,f,PL=f(f),PL1=f(f),a,PL,fN,b,d,PL1,PL,c,PL2,f3,f2,PL1,PL2,电力系统的频率特性,思考题2 已知：某电力系统，当PL=3000MW时，fN=50Hz。求负荷增加120MW时，系统调速后的运行点。,调速器原理,机械液压式调速器原理,功率-频率电液调速系统原理,电力系统的频率调节系统及其特性,单个区域的频率闭环调节框图,电力系统的频率调节系统及其特性,发电机功率增加,负荷功率减少,功率平衡起作用的三个部分：,系统动态响应曲线,系统动能,电力系统的频率调节系统及其特性,联合调频比单区域系统调节好。,电力系统自动调频,电 厂,带基本负荷厂1,带基本负荷厂2,带基本负荷厂3,电力系统自动调频,一台发电机（主导机）。调差目标其它成比例配合。效果一般，用于小系统。,AGC,同步时间法,联合自动调频,按频率偏差的积分值调节。,主导发电机法,恒定频率控制法FFC,电力系统自动调频,联合电力系统的调频,恒定交换功率控制FTC,无关频率。一个系统与另一个系统之间交换的Pt恒定，但f可能会变。有协议的因素。,频率联络线功率偏差控制TBC,全部都考虑。,电力系统自动调频,TBC,区域调节作用的信号称为区域控制误差ACE。,相应的控制功率,当负荷变动时，调整目标,设A有二次调频，B有一次调频。,且,即,最终使,得,电力系统自动调频,思考题 推导双区域都只有一次调频时的公式。,电力系统经济调度与自动调频,等微增率,微增率,自动调频,a、调度指令到调频厂机组b、调度指令到调频厂,思考题,求P1、P2。,Thank You!,