上海交通大学：《电力系统自动化》课程教学资源（课件讲稿）电力系统频率及有功功率的自动调节

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

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 冬概述 件下的频率f是全系统一致的运行 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 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 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： 60 pn f  机组的动能 ( ) 1 1 1       m Ki m m Ti Gi L W dt d P P P

电力系统的频率特性 频率波动对电网运行的 影响： 电网频率变动情况 V偏离电力设备经济运 行点； √影响用户生产率和产 品质量； 负荷瞬时变动情况 √频率过低过高都会危 及电网安全运行 频率较高的随机分量，其 随机分量 变化周期一般小于10s; 脉动分量 。变化幅度较大，变化周期 持续分量 在10s~3min之间 变化很缓慢的持续分量。 t 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 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 ★ 频率波动对电网运行的 影响： √ 偏离电力设备经济运 行点； √ 影响用户生产率和产 品质量； √ 频率过低过高都会危 及电网安全运行  频率较高的随机分量，其 变化周期一般小于10s；  变化幅度较大，变化周期 在10s～3min之间；  变化很缓慢的持续分量

电力系统的频率特性 调频是电力集绕运行的主要任务之一 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。 一殷免许频率偏差为士0.1Hz 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 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。 ★ 调频是电力系统运行的主要任务之一 一般允许频率偏差为±0.1Hz ★

电网的调频包含三个概念： 自然 一 二 调频 调频 调频 自然调频、一次调频和二次调频构成了电网的调频特性 它决定着电网频率的稳定性。 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 自然调频、一次调频和二次调频构成了电网的调频特性 它决定着电网频率的稳定性。 自然 调频 一次 调频 二次 调频 电网的调频包含三个概念：

电力系统频率特性 电力系统频率和有功功率的关系 冬原动机的输入功率-电力系统的负荷 冬一次调频和二次调频 图2扰动后一次调节的频率变化 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 电力系统频率特性 电力系统频率和有功功率的关系 原动机的输入功率-电力系统的负荷 一次调频和二次调频

电力系统负荷的功率-频率特性 电力系统中各种有功负荷与频率的关系，可以归纳为以下 几类： 。与频率变化无关的负荷， 如照明、电弧炉、电阻炉、整 流负荷等； 与频率成正比的负荷，如切削机床、球磨机、往复式水 泵、压缩机、卷扬机等； 与频率的二次方成比例的负荷，.如变压器中的涡流损耗， 但这种损耗在电网有功损耗中所占比重较小； 与频率的三次方成比例的负荷，如通风机、静水头阻力 不大的循环水泵等； 与频率的更高次方成比例的负荷，如静水头阻力很大的 给水泵等。 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 电力系统负荷的功率-频率特性 电力系统中各种有功负荷与频率的关系，可以归纳为以下 几类：  与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整 流负荷等；  与频率成正比的负荷，如切削机床、球磨机、往复式水 泵、压缩机、卷扬机等；  与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗， 但这种损耗在电网有功损耗中所占比重较小；  与频率的三次方成比例的负荷，如通风机、静水头阻力 不大的循环水泵等；  与频率的更高次方成比例的负荷，如静水头阻力很大的 给水泵等

电力系统负荷的功率频率特性 adjmniyan ao,a>...an 一—上述各类负荷占的比例系数 系统频率为额定值于。时，整个系统的有功负荷 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 电力系统负荷的功率-频率特性 n e n Le e Le e Le e L Le Le f f a P f f a P f f a P f f P a P a P                                       3 3 2 0 1 2 a a an , , , 0 1  PLe ——上述各类负荷占的比例系数 e 系统频率为额定值 f 时，整个系统的有功负荷

电力系统负荷的功率频率特性 a=a,+2a,f+3a,f2++ma,f. df. ma f. K,为负荷的频率调节效应系 数 系统的K值决定于负荷的性 质，它与各类负荷所占总 f6f。 负荷的比例有关。 负荷的静态频率特性 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 电力系统负荷的功率-频率特性 为负荷的频率调节效应系 数 系统的 值决定于负荷的性 质，它与各类负荷所占总 负荷的比例有关。 负荷的静态频率特性                  n m m n n L L m a f a a f a f na f df dP K 1 1 2 1 1 2 2 3 3  KL KL

电力系统的频率特性 电力系统负荷的功率一频率特性 负荷的静态频率特性：P,=F(∫) P 频率下降时，负荷功率也下降到Pb: 频率上升时，负荷功率也上升到P。 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。 fo fw 负荷的频率调节效应系数：K= df. 因为频率变化很小，所以K。= Pi 为一直线，取值范围在1~3之间。 df. 电力系统 自动装置原理

电力系统 自动装置原理 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： P F( f ) L  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。 PLb PLa 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1~3之间。     df dP K L L     df dP K L L f PL fb fN PLN PLb a b