第五章电力系统的频率调整

热备用越多，越有利于保证电能质量和供电可靠性，但经济性不好。
按用途分为：负荷备用，事故备用，检修备用，国民经济备用。
负荷备用—针对一类、二类负荷波动和预测外负 荷设置 （2%~5%）。
事故备用—针对事故导致发电设备退出设置 （5%~10%， 且不小于系统最大一台机组的额定容量）。
检修备用—针对发电设备检修退出运行设置（视 情况）。
第五章电力系统的频率Байду номын сангаас整
概述
电力系统是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之 一。如何保证正常、稳态运行时的电能质量和经济性 问题，是我们考虑的重点问题之一。
衡量电能质量的指标包括：频率质量、电压质量和波 形质量，分别以频率偏移、电压偏移和波形畸变率表 示。
要求(识记)： 频率：50Hz，允许有±0.2~±0.5Hz的偏移 电压：设备应运行在额定电压的±5%z之间 波形：考核系统的谐波电压含有率
热备用 处于运行状态的备用，亦称旋转备用。 如，负荷备用和部分事故备用。
只要电网需要时（出力不够或者出现故障时），随时可动 用的备用出力，这部分备用容量已经满足运行的条件， 处在运行当中，只要电网需要，立即启动，所以系统不 会出现停电故障
冷备用（和热备用相反理解） 处于停机待用状态的备用，亦称停机备用。 如检，修中检的修发备电设用备、不国属冷民备经用济。 备用及部分事故备用。
2、负荷减少，使电磁转矩减小，若原动机的拖动转矩不变，则转速n 上升，导致频率升高。
通过上面的分析得出：有功功率的变化(负荷的变化) 与频率的变化是直接相关的，因此可以通过调节频 率来调节有功功率的平衡。
二、有功功率负荷的变动和调整控制
变化不规律
P1（幅度小，周期短，一次调频） P2（幅度较大，周期较长，冲击性 负荷，二次调频） P3（幅度最大，周期最长，由生活、 气象等引起，三次调频）
为可供调度的系统电源容量。 为了保证可靠供电和良好的电能质量，系统可供调度的电源 容量必须大于发电负荷。
系统电源容量=系统中可运行机组的可发容量之和
三、系统有功功率和备用容量 为了保证可靠供电和良好的电能质量，系统中的发电 设备容量应大于系统负荷，我们把系统电源容量大于 负荷的部分称为备用容量，它是指可用发电出力的后 备补充力量，能够随时调整投入运行。
刚才讲到，当负荷变动时（即有功功率变化时），若发电 机总功率不加以调节，则频率会发生偏移。
因此，根据负荷变化，电力系统的有功功率和频 率调整大体上也可分为： 一次调频：由发电机调速器进行；针对第一种负荷 变动引起的频率偏移的调整。 二次调频：由发电机调频器进行；针对第二种符合 变动引起的频率偏移的调整。 三次调频：优化准则，即由调度部门根据负荷曲线 进行最优分配，责成各发电厂按事先给定的负荷发 电。除平衡节点（调频）外均属此类。（有功功率 日负荷曲线），针对第三种负荷变动，人工完成。 前两种是事后的，第三种是事前的。
如刚才讲到，因为电能是不能储存的，所以上述有功功率平 衡方程在任何时刻t都是成立的（即保持平衡），但系统中 负荷时无时无刻不在变化的，所以上述平衡方程很容易被打 破，导致上述有功功率不平衡，这种不平衡只是短暂的，我 们可以根据负荷的变化情况来调节发电机发出的总功率，用 来调节整个系统的平衡，使得上述方程重新回到平衡状态。 若不加以调节，则有功功率的不平衡将对频率造成影响。
发电机组的 PTi PGi f＝f0
d PGi
PTi
有功平衡与 频率的关系
PTi PGi f PTi PGi f
q
(2f)
发电机组 原动机＋发电机
原动机惯性大，有功调节慢，无法时刻保持与瞬变负荷及发电机功率的 平衡，而只能保证动态平衡，相应频率也只能保持动态稳定。
衡量运行经济性的主要指标为：比耗量 (煤耗率)和线损率（网损率）
有功功率的最优分布包括：有功功率负荷 预计、有功功率电源的最优组合、有功功率 负荷在运行机组间的最优分配等。
第一节 电力系统中有功功率的平衡
一、电力系统的有功功率平衡
发电机组的有功平衡
发电机组的有功平衡：发电机的电磁功率 PGi与原动机的机械功率PTi之间的平衡。
国民经济备用—针对国民经济的超计划增长设置
（3%~5%）
发电负荷 （热备用） 负荷备用 （热备用） 事故备用 （热备用） 检修备用 （冷备用） 国名经济备用（冷备用）
各种类型的备用仍只以两种形式存在。
不同的周期的负荷有不同的变化规律：
1. 第一种变动幅度很小，周期又很短，这种 负荷变动有很大的偶然性；
2. 第二种变动幅度较大，周期也较长，属于这种负 荷的主要有：电炉、压延机械、电气机车等带有 冲击性的负荷变动；
3. 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大， 周期也最长，是由于生产、生活、气象等变化引 起的负荷变动。
另外，还有一种调整叫做负荷控制，是指个别负荷大量 或长时间超计划用电以致影响系统运行质量时，由系统 运行管理部门在远方将其部分或者全部切除的控制方式。
三、系统有功功率（电源容量）和备用容量
系统中可供调度的系统电源容量可能小于总装机容量 定期停机检修 水电厂的发电机因水头极度降低不能按额定容量发电 各发电厂预计可投入运行的发电机组的可发功率之和
系统有功功率不平衡对频率的影响：
由电机学知识：n=60f/p
频率与发电机转速有关
转速又决定于发电机的电磁转矩（随负荷
变化）和原动机的拖动转矩（由原动机的
功率决定）。原动机拖动功率-电磁功率=
发电机的总功率。
请问发电机的电磁
具体情况：
转矩与转速的方向 是相同还是相反？
1、负荷增加，使电磁转矩增加，若原动机的拖动转矩不变，则转速n 下降，导致频率降低。
备用容量：可供调度的系统电源容量大于发电负荷的部分。
作用：
在系统出现第一类、第二类负荷的波动、负荷的超计
划增
长、事故导致的发电机退出运行和设备检修导致的设备退出运
行情况下，保证电力系统在要求频率水平下的功率平衡，以保
证供电可靠性和电P能(M质量。
W)
新增容 量
备用容
量
发电负荷
8760 t(h)
备用容量按照形式分为：热备用，冷备用。