清华大学电力系统分析课件孙宏斌
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1第四章 电力系统稳态运行与控制 4-3
系统中有2台发电机并网运行,一台额定容量为1150N P =MW ,1f K =4%,另一台2100N P =,2f K =5%,两台机组的调差特性对应满载时为49HZ ,系统运行在N f =50HZ ,求:
(1) 两台机分别所带的负荷为多少?
(2) 当系统总负荷增加到200MW 时,系统的频率为多少?此时各台机所带的负荷为多
少?
答案:
(1)1P =75MW ,2P =60MW ;
(2)f=49.435 Hz ,
1P ′=117.375MW ;2P ′=82.625MW ;
学生作业中存在问题:
(1) 在第二问中,如果用公式*1212L N N E N N P P P P P P −−Δ=
+,那么49f f =+Δ;如果根据第一问中求出来的功率
*1212''L N N E N N P P P P P P −−Δ=
+,那么50f f =−Δ。
注意对应关系。
(2) 有的同学采用计算公式错误解法如下:
11115025(5049)125D N G P P K f MW =−Δ=−×−=,主要原因是没有理解公式和各个符号的意义,最好结合图形来理解。
(3) 有的同学可能觉得这个题目参数给的有问题,发电机的额定功率和额定频率不可能
同时达到,这样选标么值就可能不太好理解。
其实标么值的选取可以是随意的,只要用统一的标么值,就不会影响最终有名值形式的结果。
作为本题的计算来讲,已知斜线上的一个点跟斜率,信息就足够了。
第一章电力系统概述(Introduction to Power Systems)(第一讲)1问题1、人类为何偏爱电能?2、什么是电力系统?如何组成?如何表示?3、电力系统运行有何特点和要求?4、互联电力系统是怎么回事?5、如何对电力大系统进行控制?6、电能是如何生产的?2一、人类为何偏爱电能?现代社会最重要能源,应用十分广泛。
美国1996年用电情况:2.68kW/人(装机容量)1.3kW/人(用电量)显著优点:洁净(从使用的角度看):保护环境方便:输送、分配、使用(能量形式转化容易) 电气化:机械化、自动化,提高产品质量和劳动生产率节能:能耗小,能量转换效率高二、什么是电力系统?(I)系统定义:由分组成的具有又从属于一个更大的系统(《系统论》)什么是电力系统?(II)电力系统:完成电能费的统一整体。
通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。
世界上最大的人造机器:的20项发明之一,当今社会最庞大的工业之一,是国民经济的支柱产业(我国产)国防资源库、火电厂、输电线路、核电厂)(战争:石墨炸弹、恐怖袭击)三、电力系统如何组成?一次系统(高电压,本课程研究的内容)二次系统(低电压):保证一次系统安全/可靠/经济运行的信息系统及其操作机构。
一次系统如何组成?发电机:电能生产,一次能源转换成二次能源(电能),火/水/核/风/太阳/地热等电力网络分配,包括:输电网(输电系统)和配电网(配电系统)。
负荷(用户):电能消费,将电能转换成其他形式能量,电动机/照明/电炉等美国电力一次系统物理基本结构8简单电力系统的三相电路图发电机升压变压器发电机N电力网络与INTERNET(C/S结构)(信息系统,非本课程重点内容)计算机或人四、复杂电力系统如何表示?单线图:杂,为突出重点,用单线代表三相,反映电力设备间电联系发电机升压变压器简单电力系统单线图五、如何构成更大的系统?电力系统发电厂动力部分热力网发电厂动力部分:锅炉、汽轮机、水库、水轮机、核反应堆等单线图常用符号(动力系统)14六、电力系统运行特点与要求有哪些?特点密切性短促性同时性电力系统与心血管系统七、现代互联电力系统联路线,交换功率,规模越来越大 输配系统直属电厂 地区发电厂 电力1819电力系统为何要互联?减少总装机容量减少备用容量小)提高供电可靠性、电能质量常时相互支援);合理利用动力资源,可小火电、经济分配)互联带来了什么问题?超高压互联设备的系统规模大而复杂,故障可能危及整个互联系统,安全风险大。
●电力系统频率偏移如何定义?●电力系统有功功率如何平衡?●电力系统的频率特性如何?第六章电力系统的有功功率及频率调整1. 电力系统的频率偏移1.1 频率变化对负荷的影响(1)异步机(2)电子设备(3)电钟1.2 频率变化对电力系统的影响(1) 火电厂的主要设备:水泵、风机、磨煤机(2) 汽轮机的叶片 (3) 变压器的励磁1.3 频率偏移的范围:50Hz ±(0.2~0.5)Hz2. 电力系统的有功功率平衡2.1 系统的有功功率平衡(1) 运行中: ∑∑∑+=L D G P P P 电源 负荷 损耗 (2) 规划、设计:∑∑∑+=R G N P P P 设备 备用 2.2 备用容量(1) 按投入时间分热备用:运转中的发电设备可能发的最大功率与发电负荷之差(旋转备用);冷备用:未运转的、但能随时启动的发电设备可以发的最大功率(不含检修中的设备);冷热备用须有合理比例。
(2) 按用途分:负荷备用:适应负荷短时波动、一日内计划外的负荷增加,一般为最大负荷的0~5%。
事故备用:适应发电设备发生偶然事故时备用,一为般最大负荷的5~10%,分冷、热备用。
检修备用:满足检修需要而设的(有时不设)备用。
国民经济备用:计及负荷超计划增长而设,一般为最大负荷的3~5%2.3 电力系统的负荷变化与调整负荷变化(P234图6-1)✓第一种变化:周期短、幅度小,偶然性极大(<10″)✓第二种变化:周期较长、幅度较大(10″~3')✓第三种变化:周期长、幅度大(>3'),由负荷曲线反映。
调整方式:实质上调整发电机输出功率✓频率的一次调整:调速器✓频率的二次调整:调频器✓频率的三次调整:依负荷曲线,在厂、机组间经济合理地分配2.4 各发电厂间负荷的合理分配(1)火电厂特点:需燃料及运输费用,但不受自然条件影响效率与蒸汽参数有关受锅炉、汽轮机最小技术负荷限制,有功出力调整范围较窄,增减速度慢,参数越高范围越窄(高温高压30%,中温中压75%)临界压力:225大气压,临界温度374℃效率:中温中压24.5%高温高压30.5%超高压力37.0%超临界压力40.0%热电厂>50%联合循环机组投入退出,承担急剧负荷响应时间长,多耗能量,易损坏设备热电厂抽汽供热,效率高,但技术最小负荷取决于热负荷,为强迫功率(2)水电厂特点:不要燃料费,水力可梯级开发,连续使用,但受自然条件影响。