第2章、电力系统的频率控制分解

第一章总则第1条：为了加强电网调度运行管理工作，保证电网安全、稳定、经济运行，根据《中华人民共和国电力法》、《电网调度管理条例》以及国家电网公司颁发的有关规程、规定，结合东北电网具体情况，特制定本规程。

第2条：根据电力生产的特点和《电网调度管理条例》的要求，我国电网必须贯彻统一调度、分级管理的原则。

电网实行五级调度，即国调、网调、省调、地调和县（区）调。

五级调度在调度业务和运行指挥中是上、下级关系。

东北网调依法对东北电网行使统一调度职权，省调、地调、县（区）调对所管辖电力系统行使分级管理调度职权。

第3条：本规程适用于东北电力系统调度运行、电网操作、事故处理和调度业务联系等涉及调度运行的相关各专业的活动。

各电力生产运行单位所颁发的规程、规定以及职责条例等，凡与本规程有抵触者，均应根据本规程予以修订。

第4条：网调值班调度员在其值班期间为东北电力系统运行、操作和事故处理的指挥者，按照规定的调度范围行使指挥权，必要时网调有权越级下达调度指挥指令。

发布指令的值班调度员应对其发布的调度指令的正确性负责。

第5条：网调值班调度员发布的调度指令，下级调度，发电厂、变电所值班人员及超高压局有关人员必须无条件执行；如值班人员认为所接受的指令不正确时，应对网调值班调度员提出意见；如网调值班调度员重复该指令时，下级值班人员必须迅速执行；如执行该项指令将危及人身和设备安全时，现场值班人员应拒绝执行，并将拒绝执行的理由报告网调值班调度员和本单位直接领导人。

第6条：发、输、供电单位领导人发布的指令，如涉及网调值班调度员的权限，必须经网调值班调度员许可才能执行。

当发生对人身、设备及系统安全有严重威胁的紧急情况，已来不及取得网调值班调度员许可时，下级调度人员或现场值班人员可按有关规程、规定进行操作和处理，并立即报告网调值班调度员。

第7条：凡并入东北电网的发电厂、变电所必须服从统一调度，遵守调度纪律。

发电厂及变电所并网运行，必须具备并网条件，签订并网调度协议，否则不能并网。

电力系统调频、调压第一章电力系统调频第一节系统频率标准1.1 福建电网与华东电网并列运行时，频率调整按《华东电力系统调度规程》执行。

标准频率为50 赫兹，频率偏差不得超过50±0.2赫兹，超出50±0.2赫兹为事故频率，事故频率的允许持续时间为：超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过15分钟。

在正常情况下，发电机组AGC投入时，系统频率应保持在50±0.1赫兹范围内运行。

1.2 当发生省网或省内局部地区独立网运行时，独立网用电负荷为300万千瓦及以上,频率偏差正常不得超过50±0.2 赫兹；超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过15分钟。

独立网用电负荷小于300万千瓦，频率偏差正常不得超过50±0.5 赫兹；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±1赫兹，持续时间不得超过15分钟。

1.3 系统事故造成地区电网独立网运行时，地调及地区电厂负责独立小网调频调压任务，使之能与省电网顺利并列，不得出现因调整不当而引起的高频切机、低频减负荷甚至垮网的现象。

第二节调频厂的确定及频率监视2.1 电网运行时应指定第一调频厂和第二调频厂。

省电网单机容量在100MW及以上的火电厂、单机容量在50MW 及以上的水电厂、燃汽轮机组以及抽水蓄能机组均可担任系统的第一、二调频厂。

正常运行情况下，省调应指定上述其中的电厂担任第一调频厂，机组投入AGC运行的电厂即自动转为第一调频厂，未指定为第一调频厂或未投AGC的上述电厂均为系统的第二调频厂。

选择系统调频厂应遵循以下原则：1、具有足够的调频容量，可满足系统负荷的最大增、减变量。

2、具有足够的调整速度，可适应系统负荷的最快增、减变化。

3、在系统中所处的位臵合理，其与系统间的联络通道具备足够的输送能力。

4 电力系统的有功功率平衡与频率调整4.1 概述一、频率调整的必要性电力系统运行的根本目的是在保证电能质量符合标准的条件下，持续不断地供给用户所需要的功率，维持电力系统的有功功率和无功功率的平衡，保证系统运行的经济性。

衡量电能质量的主要指标是频率、电压和波形。

电力系统运行中频率和电压变动时，对用户，发电厂和电力系统本身都会产生不同程度的影响。

为保证良好的电能质量，电力系统运行时，必须将系统的频率和电压控制、调整在允许的范围内。

我国频率规定：f N ＝50Hz ，频率偏差范围为±0.2～0.5Hz二、频率调整的方法 第一种变化负荷引起的频率偏移由发电机组的调速器（governor ）进行，称为频率的一次调整。

第二种变化负荷引起的频率偏移由发电机组的调频器（frequency modulator ）j 进行，称为频率的二次调整。

第三种负荷的变化是可预测的，调度部门按经济调度的原则事先给各发电厂分配发电任务，各发电厂按给定的任务及时地满足系统负荷的需求，就可以维持频率的稳定。

4.2自动调速系统一、调速器的工作原理——实现频率的一次调整对应负荷的增大，发电机输出功率增加，频率略低于原来值；如果负荷降低，调速器调整作用将使输出功率减小，频率略高于原来值。

这就是频率的一次调整，频率的一次调整由调速器自动完成的。

调整的结果，频率不能回到原来值，因此一次调整为有差调节(droop control )。

二、调频器的工作原理——实现频率的二次调整由调频器来完成的调节，称为频率的二次调整。

由于调整的结果，频率能回到原来值，因此二次调整为无差调节(isochronous control )。

4.2 电力系统有功功率平衡和频率调整 一、频率的影响1、影响产品质量：异步电动机转速与输出功率有关2、影响精确性：电子技术设备3、影响汽轮发电机叶片 二、频率负荷机制三、、有功功率负荷的变动及其分类控制1、系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动负荷组成： 1）变动周期小于10s ，变化幅度小 调速器频率的一次调整 2）变动周期在（10s ，180s ），变化幅度较大调频器频率的二次调整3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律根据预测负荷，在各机组间进行最优负荷分配频率的三次调整 四、有功功率平衡与备用容量1、功功率平衡：2、备用容量：1）作用 为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于发电负荷2fωπ=T GP P ≡发电机输出电磁功率原动机输入功率T G T GP P P P ≥⎧⎨≤⎩,GiLi Loss PP P ∑=+∑∑2）定义 备用容量 ＝ 系统可用电源容量 － 发电负荷 3）分类按作用分：负荷备用：满足负荷波动、计划外的负荷增量事故备用：发电机因故退出运行能顶上的容量 检修备用：发电机计划检修国民经济备用：满足工农业超计划增长按其存在形式分： 热备用冷备用4．3 电力系统无功功率平衡和电压管理电力系统中无功功率电源不足，系统结点电压就要下降。

电力系统中的频率稳定性分析第一章引言在电力系统中，频率稳定性是一个至关重要的问题。

频率的稳定性对于电力系统运行的可靠性、经济性和安全性均具有重要影响。

因此，深入研究电力系统中的频率稳定性分析成为了电力系统领域的热门课题。

第二章电力系统的频率稳定性2.1 频率稳定性的定义和意义频率稳定性是指电力系统中发电频率维持在稳定水平的能力。

正常情况下，电力系统的频率应该维持在额定频率附近，即通常为50Hz或者60Hz。

频率的稳定性直接关系到电力系统的稳定运行，对于保证用户供电质量、均衡负载以及实现电力系统的互联互通具有重要作用。

2.2 频率稳定性的影响因素电力系统中的频率稳定性不仅受到外界环境的影响，还受到电力系统内部各种因素的影响。

主要的影响因素包括负载变化、发电机功率变化、电力输送线路以及控制系统等。

2.3 频率稳定性指标为了衡量电力系统的频率稳定性，通常使用频率偏差和频率偏离率两个指标。

频率偏差表示实际频率与额定频率之间的差异，频率偏离率则表示频率变化的速度。

第三章电力系统频率稳定性分析方法3.1 功率频率特性法功率频率特性法是一种常用的频率稳定性分析方法。

该方法通过改变系统负载或发电机出力，观察频率响应的变化情况，从而判断电力系统的频率稳定性。

3.2 线性化模型法线性化模型法是一种基于电力系统线性模型的频率稳定性分析方法。

通过将非线性电力系统模型线性化，可以利用频率响应和稳定裕度等指标来评估电力系统的频率稳定性。

3.3 非线性时序仿真法非线性时序仿真法是一种基于电力系统实时仿真的频率稳定性分析方法。

通过对电力系统进行时序仿真，可以获取系统中各种因素的变化情况，并结合频率响应来评估电力系统的频率稳定性。

第四章频率稳定性改善措施4.1 发电机控制策略通过调整发电机的调节器参数和控制策略，可以有效改善电力系统的频率稳定性。

包括自动励磁调节器和无功功率调节器等控制设备。

4.2 输电线路和变压器的控制适当调整输电线路和变压器的传输能力，采取合理的电压和无功功率调节措施，可以有效提高电力系统的频率稳定性。

第一章概论5%（4学时）1-1对电力系统运行的基本要求有哪些?1-2简述电力系统自动化的重要性?1-3电力系统自动化包含哪些内容?每一项的功能是什么?1-4用示意图的形式描述电力系统的运行状态及其相应的转换关系。

并叙述各个状态下系统相应的调度控制，电力系统调度自动化是如何实现的?1-5画出电力系统自动控制系统工作模式图，并叙述其控制原理？第二章电力系统频率及有功功率的控制40%(14学时) 2-1电力系统有功功率控制的必要性有哪些?2-2电力系统频率控制的必要性有哪些?2-3用原动机和发电机的电磁转矩特性说明发电机单机运行时调速系统的调节原理？2-4用原动机和发电机的电磁转矩特性说明发电机组并网运行时转速调节的基本原理？2-5机械液压调速器由哪几部分组成?叙述各部分的调节原理,A′B′,A″B″˛˛是由哪部分怎样调节的结果?B″AA″′2-6什么是调速系统的失灵区?写出数学表达式.2-7叙述模拟电气液压调速器中电液转换及机液随动系统的调节原理.2-8分别叙述模拟电气液压调速器在发电机组未并网和并网运行时的调节原理.2-9画出发电机和负荷的功率频率静态特性？并推导发电机和负荷的传递函数.2-10作图并说明电力系统等效发电机组的静态调节特性,写出数学表达式.2-11作图并说明电力系统负荷的静态频率调节特性,写出数学表达式.2-12作图并说明电力系统的频率控制的基本原理,并说明什么是频率的一次调整?2-13什么是频率的二次调整?哪点是一次调整?哪点是二次调整?写出数学表达式.2-14调速器失灵区对频率调整有影响吗?2-15联合电力系统频率和有功功率控制中传输线功率变化的传递函数为ΔP ti* (s)=ωe∑T ij*1/S[ΔF i*(S)-ΔF j*(S)] (j=1,2,…,n)试画出其传递函数框图.2-16有两区域电力系统组成的无二次调频的联合系统,求系统中有单位阶跃负荷波动∆P L1*,∆P L2*时,稳态频率差变化式和联络线上功率变化式？PL1 R1 KL1Pt PL2R2KL22-17两区域电力系统组成的无二次调频的联合电力系统如下图,写出稳态时两区域功率平衡方程关系式？(R1,R2为调差系数)PL1 R1 KL1Pt PL2R2KL22-18两区域电力系统组成的无二次调频的联合电力系统如下图,当∆P L1≠0,∆P L2≠0时,求稳态时频率差∆f=？(R1,R2为调差系数)PL1 R1 KL1Pt PL2R2KL22-19两区域电力系统组成的无二次调频的联合电力系统如下图,当∆PL1≠0,∆P L2≠0时,求稳态时传输功率变化量∆Pt=？(R1,R2为调差系数)PL1 R1 KL1Pt PL2R2KL22-20两区域电力系统组成的无二次调频的联合电力系统如下图,当∆P L1=0,∆P L2≠0时,求稳态时频率差∆f=？稳态时传输功率变化量∆Pt=？并说明怎样体现联合电力系统的优越性的?(R1,R2为调差系数)PL1 R1 KL1Pt PL2R2KL22-21两区域电力系统组成的有二次调频的联合电力系统,两区域的区域控制偏差为ACE1= ∆P t1*+B1∆f1*,ACE2=∆P t2*+B2∆f2*,写出相应的控制功率表达式,调节结束时式中各量等于多少?2-22电力系统自动调频方法中什么是主导发电机法?写出调节准则?2-23作图并说明电力系统自动调频方法中什么是积差调节法?写出调节准则?2-24电力系统调度自动化中,自动发电控制的基本目标是什么?哪些目标与频率的一次调整有关? 哪些目标与频率的二次调整有关?2-25电力系统频率的调整为何要分为一次调整和二次调整?它们有何本质上的区别?2-26电力系统经济调度的目的和内容是什么?2-27某一单区域电力系统,系统总额定容量为2000MW正常运行的负荷为1000MW,等效发电机的调差系数为4.8%,负荷调节效应系数为0.5,若负荷增为20MW,求(1)系统的稳态频率值?(2)新稳态下发电机增加的功率是多少? (3)新稳态下负荷调节效应引起的功率变化是多少?2-28某电力系统只有两台发电机组并联运行向负荷供电,其中,1号机的额定功率为200MW,空载频率51Hz, 满载频率49Hz, 2号机的额定功率为100MW,空载频率51.5Hz, 满载频率49Hz,设该系统不进行二次调频.(1)求两机组的调差系数? (2)当频率为f=f e=50Hz时,求此时总负荷为多少? (3)若总负荷在(2)的基础上又增加70MW,则系统频率和两机组的出力各是多少?2-29有三台发电机在公共母线上并列运行,1号机的额定功率为100MW,发电机的调差系数为5.1%。

电力系统分析课程教学大纲（适用电气工程及其自动化专业电气工程方向）（共80 学时）一、课程的性质、地位、任务和教学目标（一）课程的性质和地位本课程是电气工程及其自动化专业的专业核心基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。

本课程为高低压电气设备、电力系统继电保护、电力系统自动化以及其他相关专业选修课程奠定理论基础。

（二）课程的主要任务通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。

（三）课程的教学目标通过本课程的学习，掌握电力系统稳态、暂态分析的基本原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

在学习本门课程前，应掌握“电路”、“电机学”等课程中的相关理论。

通过学习，使学生对电力系统的组成和运行有全面、深刻的了解。

掌握电力系统稳态运行、电力系统电磁和机电暂态过程、电力系统控制的各种分析和计算方法。

对应用计算机进行电力系统分析和计算有一定程度的了解并能简单应用。

二、课程教学环节组成本课程的教学环节包括课堂讲授，师生讨论学生自学，习题讨论课，习题，答疑，质疑和期末考试。

三、课程教学内容纲要第一章电力系统基本概述和基本概念【目的和要求】：了解电力系统及其发展情况；掌握电力系统中性点的接地方式；掌握电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求、电力系统额定电压的概念、电力系统的负荷和负荷曲线。

【重点和难点】：电力系统的概念和电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；电力系统各元件的额定电压；电力系统中性点接地方式。

【教学内容】第一节电力系统概述第二节第二节电力系统的电压等级和负荷第三节电力系统中性点的接地方式第二章电力系统元件参数和等值电路【目的和要求】：了解电力线路结构；掌握线路等值电路、变压器的等值电路、发电机及负荷的等值电路；掌握有名制和标幺制的计算。