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电力系统自动化(4频率与有功调节)

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电力系统自动化(4频率与有功调节)

电力系统自动化(4频率与有功调节)
• “频率悬浮”的对策：设置后备级，其动作频率取 为希望恢复的频率值，其动作时延取电力系统频率 时间常数的2～3倍（15～25s）。
• 后备级的切除功率：（1）总功率：由最后一级启 动频率fN恢复到希望频率fh所需切除量；（2）各 级切除功率；也要分级切除，每级功率不大于第二 级频率f2恢复到希望频率fh所需切除量，或希望频 率fh恢复到额定频率fe所需切除量。（3）按延时 时间分级：各级启动频率相同，延时时间逐级延长， 时间级差5～10s。
=K L*
fh fe
k=1
• 两者之差即等于第i次需要切除的负荷量
Pie -Phe =PLi
PLi
=
PLe
-
i-1
k=1
PLk
K
L*
fi fe
-
PLe
-
i
k=1
PLk
K
L*
fh fe
=
PLe
-
i-1
k=1
PLk
K
L*
fi -fh fe
+PLi K L*
fh fe
PLi
=
PLe
四、电力系统频率与有功功率调节
本章要点
1、频率调整的意义和特点； 2、同步发电机组调速系统的基本工作原理； 3、电力系统负荷的功频特性与负荷调节效应； 4、电力系统自动调频方法（电源侧调频）； 5、自动低频减载（负荷侧调频）；
4.1 频率调整的意义和特点
• 频率是电能质量指标之一； • 频率偏移是电力系统有功功率不平衡的结果； （1）调频就是调速；（2）速度偏差是转矩不平衡的
4.4 电力系统自动调频方法
• 电力系统自动调频，是指改变发电机组功率定值 的二次调频；

电力系统自动化---第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节

电力系统自动化---第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节

7
备用容量的分类
按作用分： (1)负荷备用：满足负荷波动、 计划外的负荷增量 2%~5% (2)事故备用：发电机因故退 出运行而预留的容量 5%~10% (3)检修备用：发电机计划检 修4%~5% (4)国民经济备用：满足工农 业超计划增长3%~5% 按其存在形式分：
(1)热备用
(2)冷备用
8
二、电力系统的频率特性
PG K G f
PD ( f )
f f1 f2 A B
PG
PD 0
( f ) PD
C
PD
PD K D f
负荷功率的实际增量：
PD0 PD PD0 K D f
它同发电机功率增量平衡：
P1 P2
P
PD0 PD PG
PD0 PG PD ( K G K D )f Kf
28
一、 各类发电厂的运行特点
2 水电厂
（1）不需燃料费，但一次投资大
（2）出力调节范围比火电机组大
（3）启停费用低，且操作简单
（4）出力受水头影响 （5）抽水蓄能 （6）必须释放水量－－强迫功率
29
一、 各类发电厂的运行特点 3 核电厂
（1）最小技术负荷小，为额定负荷10～15％。
（2）启停费用高；负荷急剧变化时，调节费
二、目标函数和约束条件
• 有功负荷最优分配的目的：在满足对一定量负荷持续 供电的前提下，使发电设备在生产电能的过程中单位 时间内所消耗的能源最少。 • 满足条件：
等式约束 f(x、u、d)=0 不等式约束 g(x、u、d)≤0
使
目标函数
F=F(x、u、d) 最优
35
1 目标函数 • 系统单位时间内消耗的燃料（火电机组）

第三章电力系统频率及有功功率的自动调节_电力系统自动化

第三章电力系统频率及有功功率的自动调节_电力系统自动化
在稳态下，配有调速器的发电机组转速n与所带有功功率P的关系..
n no nN n △f △P f
若发电机组原在（PN，nN） 点，当有功变化为P时，调 速器调节后，机组运行在 （P，n）,n≠ nN因此又称为 有差调节特性。
PN
P
PG
1.速度变动率R（调速系统静态特性的斜率）： 当发电机有功功率从0增加到PN时，转速从n0 变到nN, R=no-nN
b1＞b2:1号机组的功率减少 △P,其功率变为P1 ,相应的微增率 减小至b1 ;2号机组增加相同的△P,其功率变为P2 相应的微增率 增大至b2 1号机组减少的燃料消耗费用大于2号机组增加的消耗费用, 负荷转移可使消耗费用减少,当b1等于b2时,总的燃料消耗费用为
, , , ,
最小即最经济.
系统中并联运行的发电机组经济调度的准则是: 各机组的微增率相等
负荷变化较大时，调整结束时频率与额定值偏差较大——调节结果有差； 频率的二次调整通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度
调节转速，表现为一条调节特性上、下平移，可以保证调整结束时频率与 额定值偏差很小或趋于零——调节结果是无差的；
复习思考
• • • 1.频率和有功功率调节的主要任务是什么? 2.在电力系统中,有了调速器对频率的一次调节, 为什么还要引入调频器,进行二次调节? 3.调速器的失灵区对频率调整有何影响?
×100%
nN
2.发电机组的频率调节方程 :
Δf* + R* · ΔPf* = 0
(三)调节特性的失灵区ε（迟缓率）
1．定义：由于测量元件的不灵敏性, 调速系统对于微小的转速
变化不能反应,调节特性实际上是一条具有一定宽度
f
不灵敏的带子, 称为失灵区。

电力系统频率及有功功率的自动调节与控制

电力系统频率及有功功率的自动调节与控制

二、电力系统负荷调节效应
1、当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变。 有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负 荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。
2、电力系统中各种有功负荷与频率的关系 (1) 与频率变化无关的负荷，如白炽灯、电弧炉、电阻炉和整流负 荷等。它们从系统中吸收有功功率而不受频率变化的影响。
PL a0 a1 f a2 f2 a3 f3
0.35 0.4 0.96 0.1 0.962 0.15 0.963
0.35 0.384 0.092 0.133 0.959
PL % (1 0.959) 100 4.1
KL
PL % f %
4.1 4
1.025
电力系统自动化
Pc
PB
B K
保持不变
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第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
积差调节法的特点是调节过程只能在 结束， 常数， 此常数与计划外负荷成正比。
3、机组间的有功功率分配 多机组采用积差调频法调频时，可采用集中式、分散式两种形式。
电力系统自动化
第三节 电力系统调频与自动发电控制
调频方程组
由于系统中各点的频率是相同的，各机组
m PTi 1
m PGi 1
PL
d dt
m (Wki )
1
系统的频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡所致， 因此调频与有功功率是不可分开的。
第一节 电力系统频率特性
频率降低较大时，对系统运行极为不利，甚至会造成严重后果。
（1）对汽轮机的影响，当频率低至45HZ时，个别的叶片可能发生共 振而引起断裂事故。 （2）发生频率崩溃现象。 （3）发生电压崩溃现象，系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系 统瓦解。

电力系统自动化考试内容

电力系统自动化考试内容

第一章 发电机的自动并列 （题型：选择题、简答题）1、 同步发电机并列有哪几种方式？准同期并列（一般采用） 自同期并列（很少采用）2、 同步发电机准同期并列的理想条件是什么？(1) fG=fX 待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零； (2) UG=UX待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零； (3)δe=0 断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。

3、 同步发电机机端电压与电网电压差值的波形是什么形式？第二章 同步发电机励磁自动控制系统 （题型：选择题、简答题、计算分析题）1、 同步发电机励磁自动控制系统由哪几部分组成？励磁调节器，励磁功率单元和发电机2、 同步发电机励磁系统由哪几部分组成？励磁调节器励磁功率单元3、 同步发电机感应电动势和励磁电流关系：等值电路图和矢量图图2-2 同步发电机感应电动势和励磁电流关系(a) 同步发电机运行原理；(b) 等值电路；(c) 矢量图)(b q E •G U •G I •x d )(a GEWG U •G I G EF I EF U G U •ϕx I j dG •x I j d Q •PI •G I •ϕI •q E •δG )(c4、 励磁控制系统的基本任务。

电压调节、无功分配、 提高发电机运行稳定性、 改善电力系统运行条件、 水轮发电机组要求实现强行减磁第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（题型：选择题、名词解释、简答题、计算分析题）1、一次、二次、三次调频的概念及区别。

第一种负荷变化引起的频率偏移，利用调速器来调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整。

第二种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，这称为频率的二次调整。

第三种负荷变化，调度部门预先编制的的日负荷曲线，按照经济原则分配到各个发电厂间。

2、负荷的频率调节效应系数KL的计算。

（例题3-1；3-2）3、常用的几种调频方法都有哪些？各自的特点是什么？哪些可以做到无差调频？一、有差调频法：各调频机组同时参加调频无先后之分、计划外负荷在调频及组间按一定比例分配、频率稳定值得偏差较大。

电力系统有功功率与频率调整

电力系统有功功率与频率调整

.郑州电力职业技术学院毕业生论文题目：＿浅谈电力系统有功功率与频率调整系别＿＿＿电力工程系＿＿＿＿专业＿继电保护及自动化班级＿＿＿15继电3班＿＿＿＿学号＿＿15401020341姓名＿＿＿＿张高原＿＿＿＿论文成绩答辩成绩综合成绩指导教师主答辩教师答辩委员会主任. 1.浅谈电力系统有功功率与频率调整摘要本文首先介绍了电力系统有功功率与频率调整的基本知识，有功功率的应用、意义及；频率调整的必要性，电压频率特性，频率的一二次调整，以及互联系统中的频率的一二次调整，调频与调压的关系，以及电力系统频率调整在个类电厂中得作用。

关键词：有功功率频率调整互联系统.2.目录1电力系统有功功率与频率调整的意义 (1)2频率调整的必要性 (1)2.1频率变化的危害 (1)2.2电力系统负荷变动规律 (1)3电力系统的频率特性 (2)3.1负荷的有功功率－频率静态特性3.2电源的有功功率－频率静态特性3.2.1同步发电机组的调试系统 (2) (4) (4)3.2.2调速系统框图 (4)3.2.3同步发电机组的有功功率-频率静态特性 (4)4电力系统的频率调整 (6)4.1频率的一次调整 (6)4.1.1基本原理 (6)4.1.2基本关系 (6)4.1.3多机系统的一次调频 (7)4.2频率的二次调整 (9)4.2.1基本原理 (9)4.2.2基本关系： (10)4.2.3基本理论： (10)4.3互联系统的（二次）频率调整 (10)4.3.1基本关系 (10)4.3.2注意要点： (10)4.4调频与调压的关系 (11)4.4.1频率变化对电压的影响4.4.2电压变化会频率的影响 (11) (11)4.4.3注意 (11)5电力系统的有功平衡与备用容量 (12)5.1有功平衡关系 (12)5.2备用容量 (12)6电力系统负荷在各类发电厂的合理分配 (12)6.1火力发电厂的主要特点6.2水力发电厂的主要特点 (12) (13)6.3抽水蓄能水电厂的主要特点 (13)6.4核能发电厂的主要特点 (13)总结 (14)致谢 (15)参考书籍 (16).3.1电力系统有功功率与频率调整的意义发电机的输出电压和输出电流是有限制的，发电机的负荷是以伏安计算的（即电流有效值乘以电压有效值，视在功率），当负载的功率因数为全部转换成有功功率输出。

电力系统有功功率与频率的调整

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。

电力系统电力系统自动化试题四试卷(练习题库)(2023版)

电力系统电力系统自动化试题四试卷（练习题库）1、发电机组并入电网后，应能迅速进入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。

（）2、最大励磁限制是为而采取的安全措施。

（）3、当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。

（）4、同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。

（）5、自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。

（）6、只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。

（）7、自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。

（）8、并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。

（）9、由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引起10、容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。

O11、电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。

（）12、调差系数6〉0时为调差系数，调节特性为。

（）13、发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要为。

（（）14、调速器通常分为机械液压调速器和调速器。

15、对励磁系统进行分析，首先要求写出控制系统各个单元的16、与无限大母线并联运行的机组，调节它的励磁电流不改变。

（）17、与无限大母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变。

（18、励磁调节器中的辅助控制对具有极重要的作用。

（）19、控制调频器的信号的基本形式有。

（）20、负荷的变化必将导致电力系统频率的变化，由于电力系统本身是一个惯性系统，所以对频率的变化起主要影响21、同步发电机励磁控制系统的主要任务是。

（）22、在电力系统中从硬件方面看，自动装置的系统结构形式有23、滑差角频率S小于某一值，相当于。

（）24、准同期并列的理想条件是。

（）25、DCS系统是计算机网络技术在工业控制系统发展的产物，整个系统的组成包括。

（）26、交流采样的电量计算包括：。

（）27、防止自动低频减载装置误动作的措施有：。

（）28、电力系统的频率和有功功率调节系统，主要的组成环节包括。

电力系统自动化

电力系统自动化是指：应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置，通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电能质量。

即对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。

电力系统自动化是二次系统的一个组成部分，是一个总称，由许多子系统组成。

从电力系统运行管理来区分，可将电力系统自动化的内容分为：电力系统调度自动化；发电厂综合自动化；变电站综合自动化并列操作：一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母线电压的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的调节，使之符合并列条件, 并将断路器QF合闸作并网运行的一系列操作准同期并列设待并发电机组G已经加上励磁电流，其端电压为UG，调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作。

准同期并列的最大优点是不会产生电流和电磁力矩的冲击。

同步发电机并列时遵循的两个原则：1断路器合闸时，冲击电流最大的瞬间值限制在1~2倍的额定电流。

2发电机并入电网后，应迅速进入同频状态切暂态过程要短。

以减小对系统的扰动。

滑差：两电压相量同方向旋转，一快一慢，两者间的电角频率之差称为滑差角频率。

自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率不超过允许值，且机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF，接着立刻合上励磁开关KE，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行优点：控制操作非常简单，在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可以迅速把备用机组投入电网运行。

缺点：引起冲击电流；发电机母线电压瞬时下降对其它用电设备的正常工作将产生影响准同步并列的理想条件为两侧电源电压的三个状态量全部相等1.待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零；2.待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；3.断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零这时，断路器QF主触头间的值等于零，不但冲击电流等于零，而且并列后发电机与系统立即进入同步运行，不会发生任何扰动现象脉动电压：方向不变,大小随时间作周期性变化的电压,称为. 脉动电压线性整步电压形成电路是由整形电路、相敏电路、滤波电路三部分组成越强时间和恒定越前时间：考虑到断路器操动机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号，即取一提前量。

船电设备——第十五章电力系统频率及有功功率自动调整


结论： 结论：
负荷调节效应，对于限制系统频率变化是有利的， 负荷调节效应，对于限制系统频率变化是有利的， 但只依靠这个效应，频率的变化将是很大的。 但只依靠这个效应，频率的变化将是很大的。为了保证 系统的频率变化在一定的允许范围内， 系统的频率变化在一定的允许范围内，发电机组必需配 置（用以维持转速恒定的）调速器。 用以维持转速恒定的）
f
f0
1 1' 2' 2
P 1 2
0
P 1
P
转移过程: 为保持电网的频率稳定，在转移负载时， 转移过程: 为保持电网的频率稳定，在转移负载时，
必须同时向相反方向调节两机组的调速控制开关。 必须同时向相反方向调节两机组的调速控制开关。 1号机组减油门，曲线下移（负荷减小） 号机组减油门，曲线下移（负荷减小） 2号机组增油门，曲线上移（负荷增大） 号机组增油门，曲线上移（负荷增大）
2
去磁电枢反应
E0↓
15.1. 15.1. 电力系统有功功率自动调整基础知识 1.电力系统频率波动的原因及其影响 1.电力系统频率波动的原因及其影响 pn 的关系： 电网频率f 与发电机转速n的关系： f = 60
的变化导致电网频率 即：发电机转速n的变化导致电网频率 的变化 发电机转速 的变化导致电网频率f 与油门有关） 设原动机输入功率为PT（与油门有关），发电机负荷功率为PF 时输入与输出功率平衡，系统转速（即频率）不变。 当PT＝PF时输入与输出功率平衡，系统转速（即频率）不变。 如果系统中的负荷突然变化使发电机输出功率增加△PF，而由 于机械惯性， 于机械惯性，原动机的输入功率还来不及变化
输出电功率sui有功puicos同步发电机的负载运行输出无功q从而导致端电压下降为维持端电压不变则需增大励磁电流i若输出无功q不变增大励磁电流i则端电压u上升输出有功p下降为维持不变则需增大原动机输入功率柴油机油门若输出有功p不变增大油门则端电压频率上升若输出无功q励磁电流i端电压u输出有功p油门频率60pn电网频率f与发电机转速n的关系
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PLe - PLk
k=1 i
=K L*
fe
• 两者之差即等于第i次需要切除的负荷量
Pie -Phe =PLi
i-1 f i PLi = PLe - PLk K L* fe k=1 i-1 f i -f h = PLe - PLk K L* fe k=1 i f h - PLe - PLk K L* fe k=1 f h +PLi K L* fe
自动调频技术
• 自动调频涉及的技术问题有： （1）频差的获取：各调频电厂就地获取与调度 中心集中获取两种方式； （2）有功调整量的计算： P、I、PI、PID等； （3）有功调整量的分配：分配系数需考虑机组 状况和经济性、电力系统稳定性： （4）机组同步调节：集中式的自动发电控制是 电力系统调频技术的发展趋势，需要运动技 术支持；
4.4 电力系统自动调频方法
• 电力系统自动调频，是指改变发电机组功率定值 的二次调频；
• 调频电厂、调频机组的选择原则；
• 调频控制是需要电力系统内多台机组同步调整的 系统级的控制，还需考虑机组间的有功功率合理 分配、电力系统稳定性、运行经济性；
• 根据频率偏差确定有功功率调整量的方法，仍然 离不开自动控制理论，如PID等；
低频减载的基本问题（续）
• “频率悬浮”现象及其对策：由于切除量的不确定性以及 最小切除量原则的影响，某级负荷切除后可能有以下几 种情况出现： ①频率回升到等于或大于额定频率-不希望但几无可能性； ②频率回升到希望频率与额定频率之间-最佳，可能性小； ③频率回升但未达到希望频率； ④频率保持不变； ⑤频率下降但不到下级动作频率； ⑥频率下降且低于下级动作频率； 对策： ①②停止切除； ⑥继续切除；③④⑤ 称为“频率悬浮”
多数情况下，最大负荷切除量约占系统总容量的 30%。
低频减载的基本问题
（3）一次性切除还是分多次逐步切除？
分析：事故可大可小，按最严重事故最大功率缺 额考虑的最大负荷切除量，若不管大小事故一律 全部切除，显然不合理。理论上，应该按频率偏 差决定负荷切除量（如同调频方程所描述的那样， 切除量与频率偏差成正比），由于负荷具有不能 反复投切以及切除量不连续的特点（不像发电机 功率给定调整那样具有连续可逆的特点 ），所以 负荷切除是分级进行的。
四、电力系统频率与有功功率调节
本章要点
1、频率调整的意义和特点；
2、同步发电机组调速系统的基本工作原理；
3、电力系统负荷的功频特性与负荷调节效应；
4、电力系统自动调频方法（电源侧调频）；
5、自动低频减载（负荷侧调频）；
4.1 频率调整的意义和特点
• 频率是电能质量指标之一； • 频率偏移是电力系统有功功率不平衡的结果； （1）调频就是调速；（2）速度偏差是转矩不平衡的 结果；（3）调频就是调有功功率。 • 频率调节可在电源侧和/或负荷侧进行； （1）电源侧调节：投切机组、增减运行机组的有功； （2）负荷侧调节：切除负荷、抽水蓄能； • 频率是整个电力系统共有的频率； • 频率调节是一个系统级的自动控制，且与经济运行 密切相关；
调速系统的外特性
• 外特性：频率与有功功率之间的关系 • 调差：外特性曲线的斜率：
f* = 100% P*
• 调速系统的（有功功率）调差，都是正调 差，不允许以零调差或负调差运行； • 有功功率分配，按调差系数反比例分配。
调速器的失灵区
• 调速器的执行部件多是机械部件，因此（1）必然 存在因自由行程引起的不灵敏区（也称失灵区或 死区）；（2）调速器反应过分灵敏将导致机械执 行部件频繁动作，加速磨损。因此，对死区偏小 的调速器还需人为添加死区，以提高机械部件使 用寿命；
（1）何时开始切除？切除频率太晚则影响电能质量，甚至 危及系统安全；太早则无谓造成用户停电也不好。一般当 频率低于49.1Hz（早先为48～48.5Hz，还有逐渐升高的 趋势）启动切除负载。
（2）切多少？①按最严重事故情况下可能发生的最大有功 缺额来考虑最大负荷切除量，宁多勿少。理由：多了可以 少切，少了系统就垮了；②希望的恢复频率一般为 49.5Hz，小于额定50Hz；理由：恢复频率越低，要求切 除的负荷越少，停电面积越小。较低的恢复频率可以少切 负荷，此时以降低电能质量换取供电可靠性。但恢复频率 过低则系统不安全。
a0 a1 a2 an 1
电力系统有功负荷的频率调节效应
• 由电力系统负荷的功频特性方程知：功频特性曲 线是一条单调上升的曲线；
• 电力系统有功负荷随电力系统频率同向升降的特 性，有助于电力系统频率的稳定； • 电力系统有功负荷随电力系统频率变化而变化， 反过来又对电力系统频率产生影响的这一特性， 称为电力系统有功负荷的频率调节效应，度量这 种调节能力的指标称为：电力系统有功负荷调节 效应系数。
• 电力系统整体调频准则：频率偏差为零； • 调频约束条件： （1）经济运行约束； （2）电力系统稳定性约束； （3）电钟准确性约束（频率偏差的积分为零）；
调频方程
·调频方程（计算有功给定增量，类似于双闭环调节中 的外环调节）：
（1）比例： （2）积分：
Pi =-Ki f
Pi =-K i fdt （积差法）
分区控制的比例式控制策略
• 控制原则：有功功率按分区就地平衡，维持联络 线传输功率不变；
• 控制方程式：
A区调频方程： f+k A PAB +kGA PGA =0
B区调频方程：
f-k BPAB +kGBPGB =0
• 控制方程式分析：（1）A区功率增加；（2）A区 功率减小；（3）B区功率增加；（4）B区功率减 小；由分析结果可见，调频方程满足控制原则。
i-1 f -f PLe - PLk K L* i h fe k=1 PLi = f h 1-K L* fe
有名制
i-1 1- PLk* K L* (fi* -f h* ) PLi* = k=1 1-K L*f h*
标幺制
低频减载的基本问题（续）
PL PL* K 有名制： L f 标幺制： K L f *
电力系统的功频特性与频率调整
• 电力系统是由发电机组、输电网络和负荷组成的。 可将输电网络的有功损耗合并到负荷之中，等值 发电机组的功频特性曲线与等值负荷的功频特性 曲线的交点就是电力系统的功频运行点。 • 负荷波动对系统频率的影响，分三种情况进行分 析： （1）调速器退出（或满载发电机组）； （2）调速器投入； （3）调速器投入且调整其功率给定值； • 一次调频和二次调频的概念。
• 何时切完？末级启动频率应不小于频率崩溃的临界 值，晚于该临界频率再切已无意义，末级频率一般 不低于46～46.5Hz，现在多为47.5～48Hz。根据 最大负荷切除量计算条件可知，末级动作后必将恢 复系统频率到期望频率。 • 首级频率49.1Hz，末级频率46～46.5Hz，若分N 级切除，则频率级差=（49.1-46.5）/N，当N取30 时，频率级差小于0.1Hz。 • 切除负荷的排序：先切除重要性相对较低的负荷， 再切除重要性相对较高的负荷。
电力系统有功负荷的频率调节效应系数
• 在额定频率附近，负荷的功频特性曲线近似为直 线，其斜率： • 称KL和KL*为负荷的频率调节效应系数。统计数 据表明：KL*大约在1～3之间变化，且每个系统 的KL*会随季节和昼夜发生变化。 • KL与KL*的换算：
PLe PL f e fe PL* K L* = = =K L f f* f PLe PLe fe PL
思考
• PI控制方程与虚有差控制方程的异同； • 分区控制思想与实现方法的举一反三（多 控制目标的控制方程）； • 运行机组增减给定值，相当于平移外特性， 请问：投切机组相当于改变了外特性的什 么？
电力系统自动发电控制（AGC）
• AGC：建立在远动技术之上的系统级电源 侧有功功率闭环控制系统。可以远方开停 机、调节有功功率出力； • 根据电力系统频率偏差和联络线功率偏差， 按一定调节准则计算出各调频机组的有功 出力定值，各调频机组根据所分配的给定 功率定值运行； • 调节准则中可以包含经济运行要求、稳定 性要求等进行负荷的最佳分配。
低频减载的基本问题
• 最小切除功率计算
计算思路：最小切除功率等于由启动频率恢复到 额定频率所需切除的功率减去由期望频率恢复到 额定频率所需切除的功率。 由启动频率恢复到 50Hz所需切除的功率： 由期望频率恢复到 50Hz所需切除的功率：
Pie PLe - PLk
k=1 i-1
fi =K L* fe f h =K L* fe
低频减载的基本问题
• 若分级切， （1）共分多少级； （2）每级切多少？ （3）何时切完？ （4）切除负荷的先后排序；
低频减载的基本问题
• 共分多少级？理论上，级数越多越好（接 近连续），实际受负荷大小、测控误差等 影响，一般分10～30级左右（国内多在10 级以内）； • 每级切多少？为尽可能减小停电面积，应 按最小切除功率原则计算每级的切除功率。 由各级启动频率恢复到期望频率所需切除 的功率，就是最小切除功率。
电力系统低频减载
• 减载（减负荷），是负荷侧的调频措施； • 在电力系统事故情况下，当采取各种措施 之后仍然不能制止频率下降时，则由低频 减载装置自动切除一部分负荷来进行紧急 调频。 • 低频减载的基本问题： （1）何时开始切？ （2）切多少？ （3）一次性切除还是分多次逐步切除？
低频减载的基本问题
n
（3）比例积分：Pi =-K Pi f-K Ii fdt（改进积差法）
（4）虚有差： Pi =Pi -i Pi =-Ki f
i=1
·（1）～（3）式中，有功调整量△P的参照点是产生 频率偏差之前的稳定运行功率，而（4）式中，虚有 差的有功增量参照点是浮动的，实质上仍然是比例积 分控制（形式上有差，实际上无差，即虚有差）。