電力系統(tǒng)頻率調(diào)整

1、電力系統(tǒng)負(fù)荷可分為三種。第一種變動(dòng)幅度很小，周期又很短，這種負(fù)荷變動(dòng)由很大的偶然性。第二種變動(dòng)幅度較大，周期較長(zhǎng)，屬于這類(lèi)負(fù)荷的主要有電爐、電氣機(jī)車(chē)等帶有沖擊性的負(fù)荷。第三種負(fù)荷變動(dòng)幅度最大，周期也最長(zhǎng)，這一種是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整大體可分為一次、二次、三次調(diào)整三種一次、二次、三次調(diào)整三種。一次調(diào)整或頻率的一次調(diào)整指由發(fā)電機(jī)的調(diào)速器進(jìn)行的，對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整。二次調(diào)整或

2、頻率的二次調(diào)整指由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行的，對(duì)第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整。三次調(diào)整其實(shí)就是指按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷，即責(zé)成各發(fā)電廠按事先給定的發(fā)電負(fù)荷曲線(xiàn)發(fā)電。在潮流計(jì)算中除平衡節(jié)點(diǎn)外其他節(jié)點(diǎn)的注入有功功率之所以可以給定，就是由于系統(tǒng)中大部分電廠屬于這種類(lèi)型。這類(lèi)發(fā)電廠又稱(chēng)為負(fù)荷監(jiān)視。至于潮流計(jì)算中的平衡節(jié)點(diǎn)，一般可取系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電廠母線(xiàn)，這其實(shí)是指擔(dān)負(fù)二次調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電廠母線(xiàn)。一：調(diào)整頻率的必要性一：調(diào)整

3、頻率的必要性電力系統(tǒng)頻率變動(dòng)時(shí)，對(duì)用戶(hù)的影響：用戶(hù)使用的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率有關(guān)。系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定將會(huì)影響電子設(shè)備的工作。頻率變動(dòng)地發(fā)電廠和系統(tǒng)本身也有影響：火力發(fā)電廠的主要廠用機(jī)械—風(fēng)機(jī)和泵，在頻率降低時(shí)，所能供應(yīng)的風(fēng)量和水量將迅速減少，影響鍋爐的正常運(yùn)行。低頻運(yùn)行還將增加汽輪機(jī)葉片所受的應(yīng)力，引起葉片的共振，縮短葉片的壽命，甚至使葉片斷裂。低頻運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的通風(fēng)量將減少，而為了維持正常電壓，又要求增加勵(lì)磁電流，以致使發(fā)電機(jī)定子和

4、轉(zhuǎn)子的溫升都將增加。為了不超越溫升限額，不得不降低發(fā)電機(jī)所發(fā)功率。低頻運(yùn)行時(shí)，由于磁通密度的增大，變壓器的鐵芯損耗和勵(lì)磁電流都將增大。也為了不超越溫升限額，不得不降低變壓器的負(fù)荷。頻率降低時(shí)，系統(tǒng)中的無(wú)功功率負(fù)荷將增大。而無(wú)功功率負(fù)荷的增大又將促使系統(tǒng)電壓水頻率降低時(shí)，系統(tǒng)中的無(wú)功功率負(fù)荷將增大。而無(wú)功功率負(fù)荷的增大又將促使系統(tǒng)電壓水平的下降。平的下降。頻率過(guò)低時(shí)，甚至?xí)拐麄€(gè)系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。調(diào)整系統(tǒng)頻率的主要手段是發(fā)電機(jī)組原

5、動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，或簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)整系統(tǒng)頻率的主要手段是發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，或簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，特別時(shí)其中的調(diào)速器和調(diào)頻器（又稱(chēng)同步器）特別時(shí)其中的調(diào)速器和調(diào)頻器（又稱(chēng)同步器）。二：發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)有功功率靜態(tài)頻率特性二：發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)有功功率靜態(tài)頻率特性電源有功功率靜態(tài)頻率特性通?？梢岳斫鉃榫褪前l(fā)電機(jī)中原動(dòng)機(jī)機(jī)械功率的靜態(tài)頻率特性。原動(dòng)機(jī)未配置自動(dòng)調(diào)速時(shí)，其機(jī)械功率與角速度或頻率的關(guān)系：221212mPCCCfCf

6、??????式中各變量都是標(biāo)幺值；通常。122CC?解釋如下：機(jī)組轉(zhuǎn)速很小時(shí)，即使蒸汽或水在它葉輪上施加很大轉(zhuǎn)矩，它的功率輸出mM仍很小，因功率為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積功率為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積；機(jī)組轉(zhuǎn)速很大時(shí)，由于進(jìn)汽或進(jìn)水速度很難跟上mP葉輪速度，它們?cè)谌~輪上施加的轉(zhuǎn)矩很小，功率輸出仍然很??；只有在額定條件下，轉(zhuǎn)速的功率將因本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動(dòng)機(jī)的頻率特性向上增加，后者沿負(fù)荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減的振蕩過(guò)程抵達(dá)一個(gè)新的平

7、衡點(diǎn)。()LOGLPKKf?????或LOGLSPfKKK??????稱(chēng)為系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，也以MWHz或MW(0.1Hz)為單位。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率SK也可以用標(biāo)幺值來(lái)表示。以標(biāo)幺值表示時(shí)的基準(zhǔn)功率通常就取系統(tǒng)原始運(yùn)行狀態(tài)下的總負(fù)以標(biāo)幺值表示時(shí)的基準(zhǔn)功率通常就取系統(tǒng)原始運(yùn)行狀態(tài)下的總負(fù)荷。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了系統(tǒng)負(fù)荷增加或減少時(shí)，在原動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。因此，從這個(gè)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率

8、可SK求取在允許的頻率偏移范圍內(nèi)系統(tǒng)能承受多少負(fù)荷增減?？梢?jiàn)，系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率取決于兩個(gè)方面，即發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。因?yàn)樨?fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率不可調(diào)，要控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率只能從控制、調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率或調(diào)速器的調(diào)差系統(tǒng)入手。看來(lái)主要將調(diào)差系數(shù)整定得小些或發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率整定得大些就可以保證頻率質(zhì)量。但從實(shí)際上，系統(tǒng)中不止一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，調(diào)差系統(tǒng)不能整定得過(guò)小。如某臺(tái)機(jī)組已經(jīng)滿(mǎn)載，可認(rèn)為該機(jī)組已不能參

9、加調(diào)整，它的調(diào)差系數(shù)無(wú)窮大。系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率不可能很大，所以依靠調(diào)速器進(jìn)行的一次調(diào)整只能限制周期較短、不可能很大，所以依靠調(diào)速器進(jìn)行的一次調(diào)整只能限制周期較短、SK幅度較小的負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移。負(fù)荷變動(dòng)周期更長(zhǎng)、幅度更大的調(diào)頻任務(wù)自然落到幅度較小的負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移。負(fù)荷變動(dòng)周期更長(zhǎng)、幅度更大的調(diào)頻任務(wù)自然落到了二次調(diào)整上。了二次調(diào)整上。四：頻率的二次調(diào)整四：頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整就是手動(dòng)或自動(dòng)地操作調(diào)

10、頻器使發(fā)電機(jī)的頻率特性平行地上下移動(dòng)，從而使負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移可保持在允許范圍內(nèi)。在一次調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次調(diào)整就是在負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率下降越出允許范圍時(shí)，操作調(diào)頻器，增加發(fā)電機(jī)組發(fā)出的功率，使頻率特性向上移動(dòng)。只進(jìn)行一次調(diào)整時(shí)，負(fù)荷的增量可分解為兩部分：一部分是因調(diào)速器的調(diào)整作用而增LOP?大的發(fā)電機(jī)組功率，另一部分是因負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的負(fù)荷功率。GKf??LKf?不僅進(jìn)行一次調(diào)整而且進(jìn)行二次調(diào)整時(shí)，這個(gè)負(fù)荷增量可分解為三