电力系统有功平衡与频率调整

1 / 11 第五章 电力系统有功功率平衡与频率调整

主要内容提示

本章主要讨论电力系统中有功功率负荷的最优分配和频率调整。

§5-1电力系统中有功功率的平衡

一、电力系统负荷变化曲线

在电力系统运行中，负荷作功需要一定的有功功率，同时，传输这些功率也要在网络中造成有功功率损耗。因此，电源发出的有功功率必须满足下列平衡式：

PPPLiGi

式中GiP—所有电源发出的有功功率；

LiP—所有负荷需要的有功功率；

P—网络中的有功功率损耗。

可见，发电机发出的功率比负荷功率大的多才行。当系统中负荷增大时，网络损耗也将增大，发电机发出的功率也要增加。在实际电力系统中，负荷随时在变化，所以必须靠调节电源侧，使发电机发出的功率随负荷功率的变化而变化。

负荷曲线的形状往往是无一定规律可循，但可将这种无规则的曲线看成是几种有规律的曲线的迭加。如图5-1所示，将一种负荷曲线分解成三种曲线负荷。

第一种负荷曲线的变化，频率很快，周期很短，变化幅度很小。这是由于想象不到的小负荷经常性变化引起的。

第二种负荷曲线的变化，频率较慢，周期较长，幅度较大。这是由于一些冲击性、间歇性负荷的变动引起的，如大工厂中大电机、电炉、电气机车等一开一停。

第三种负荷曲线的变化，非常缓慢，幅度很大。这是由于生产、生活、气象等引起的。这种负荷是可以预计的。

对于第一种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“ 一次调整”。调节方法一般是调节发电机组的调速器系统。对于第二种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的“二次调整”，调节方法是调节发电机组的调频器系统。对于第三种负荷的变化，通常是根据预计的负荷曲线，按照一定的优化分配原则，在各发电厂间、发电机间实现功率的经济分配，称为有功功率负荷的优化分配。

二、发电厂的备用容量

电力系统中的有功功率电源是发电厂中的发电机，而系统中装机容量总是大于发电容第三种负荷 第二种负荷 第一种负荷

课程负责人：穆钢教授

申报

单位：东北电力大学第五章

有功功率平衡和频率调整《电力系统分析》

2013年7月22

日星期一内容提要

频率偏移产生的原因、影响、以及允许的

频率偏离量？

保持频率偏移量不超过一定范围的条件

（如何保持有功功率的平衡）

电力系统的频率调整

有功功率的最优分配《电力系统分析》

2013年7月22

日星期一

5.1电力系统的频率偏移

频率变化的原因?

频率变化对负荷的影响

(1)异步机(2)电子设备(3)电钟

频率变化对电力系统的影响

(1)水泵、风机、磨煤机

(2)汽轮机的叶片

(3)变压器的励磁

频率允许偏移的范围：50Hz±(0.2~0.5)Hz系统中负

荷的变

化

你答对了吗?《电力系统分析》

2013年7月22

日星期一5.2 电力系统有功功率的平衡

运行中：

规划、设计：

备用容量:

1.按作用形式分



LDGPPP





RGNPPP

负荷备用(2-5%Plmax)

检修备用(可能不安排)

事故备用(5-10% Plmax或系统中最

大一台单机容量）

国民经济发展备用(3-5%Plmax ）《电力系统分析》

2013年7月22日星期一2、按存在形式分为

两者差一个网损

两者差一个厂用电热备用:运转中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

发电设备可以发的最大功率

(不含检修中的设备)

负荷的分类:

1.用电负荷

2.供电负荷

3.发电负荷《电力系统分析》

2013年7月22

日星期一tP

0

P

1

P

2

P

3P

Σ有功功率负荷变动曲线《电力系统分析》

2013年7月22

日星期一有功功率负荷变动曲线

据此图,负荷可以分为三种:第一种变动幅度很小，周期又很短。变动有很大的偶然性

属于这一种的主要有电炉、压延机械、

电气机车等带有冲击性的负荷

这一种是由于生产、生活、气象等变

化引起的负荷变动第二种变动幅度较大，周期也较长.

第三种变动幅度最大，周期也最长. 该种负荷基本

可以预计。《电力系统分析》

2013年7月22日星期一据此,

电力系统有功功率与频率的调整

引言

电力系统中，有功功率和频率是两个重要的参数。有功功率是指电力系统中用于传输、传递和消耗电能的功率，频率那么代表了电力系统中交流电信号的周期性。因各种原因，有功功率和频率可能会发生变化，因此需要对其进行调整以确保电力系统的正常运行。本文将探讨电力系统中有功功率和频率的调整方法。

有功功率调整方法

发电机调整

发电机是电力系统中有功功率的主要来源，因此调整发电机的输出功率可以实现对有功功率的调整。在调整发电机的输出功率时，可以通过调整发电机的燃料供应或调整转子的转速来实现。 调整燃料供应

调整燃料供应是一种常用的调整发电机输出功率的方法。通过增加或减少燃料供应，可以增加或减少发电机的输出功率。这种调整方法比拟简单，但需要注意控制燃料供应的精度，以确保发电机输出功率的稳定性。

调整转速

调整发电机转速是另一种调整发电机输出功率的方法。通过增加或减少发电机的转速，可以实现对输出功率的调整。这种调整方法需要对发电机的转速进行精确控制，以防止对发电机的运行造成过大的影响。 负荷调整

除了调整发电机的输出功率外，还可以通过调整电力系统的负荷来实现对有功功率的调整。负荷调整可以通过增加或减少供电设备的负载来实现。

增加负荷

增加负荷是一种常用的调整有功功率的方法。通过增加供电设备的负载，可以增加电力系统的有功功率。这种调整方法可以通过增加电阻、连接额外的负载设备或调整电力系统的运行模式来实现。

减少负荷

减少负荷是另一种调整有功功率的方法。通过减少供电设备的负载，可以减少电力系统的有功功率。这种调整方法可以通过断开某些负载设备、调整供电设备的运行模式或降低负载的使用率来实现。 频率调整方法

频率是电力系统中交流电信号的周期性表征，其稳定性对电力系统的正常运行至关重要。频率的调整方法通常包括调整发电机的转速和调整负载的负载。

调整发电机转速

调整发电机转速是一种常用的调整频率的方法。通过增加或减少发电机的转速，可以实现对频率的调整。这种调整方法需要对发电机的转速精确控制，以确保频率的稳定性。

5电力系统有功功率平衡与频率调整

5.1思考题、习题

1)电力系统频率偏高或偏低有哪些危害？

2)电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有何关系？

3)按照周期的不同，有功功率负荷预测分为哪几种？有功功率负荷预测的方法有哪些？

4)什么叫电力系统有功功率的平衡？在什么状态下有功功率平衡才有意义？

5)什么是备用容量？如何考虑电力系统的备用容量？备用容量的存在形式有哪些？备用容量主要分为哪几种？各自的用途是什么？

6）电力系统中有功功率最优分配问题的主要内容有哪些？

7）各类发电厂的特点是什么？排列各类发电厂承担负荷最优顺序的原则是什么？在洪水季节和枯水季节，各类机组承担负荷的最优顺序是什么？

8）什么是机组的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的单位相同，但其物理意义有何不同？

9）什么是等耗量微增率准则？等耗量微增率准则成立的条件是什么？

10）什么是水煤换算系数？其影响的因素有哪些？

11）什么是网损修正系数？什么是网损微增率？计及网损时有功功率最优分配负荷的协调方程是什么？

12）何为电力系统负荷的有功功率-频率静态特性？何为有功负荷的频率调节效应？

13）何为发电机组的有功功率-频率静态特性？何为发电机组的单位调节功率？

14）什么是调差系数？它与发电机组的单位调节功率的标幺值有何关系？

15）电力系统频率的一次调整（一次调频）的原理是什么？何为电力系统的单位调节功率？为什么它不能过大？

16）电力系统频率的二次调整（二次调频）的原理是什么？怎样才能做到频率的无差调节？

17）互联电力系统怎样调频才算合理？为什么？

18）电力系统是如何调频的？调频厂是如何选择的？ 19）A、B两系统由联络线相连如图5-1所示。已知A系统,/800HzMWKGAMWPHzMWKLALA100,/50；B系统HzMWKHzMWKLBGB/40,/700MWPLB50。求在下列情况下系统频率的变化量△f和联络线功率的变化量△Pab；⑴两系统所有机组都参加一次调频；⑵A系统机组参加一次调频，而B系统机组不参加一次调频；⑶两系统所有机组都不参加一次调频。