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8月2
日星期五内容提要
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8月2
日星期五
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8月2
日星期五5.2 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8月2日星期五2、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8月2
日星期五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8月2
日星期五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8月2日星期五据此,
1 第四章 电力系统频率和有功功率控制
第一节 电力系统频率和有功功率调整的必要性
一、 电力系统频率与有功功率的关系 频率、电压是电网电能质量的二大指标。 频率变化原因：负荷变动导致有功功率的不平衡。 变化过程：负荷变化→发电机转速变化→频率变化→
负荷的调节效应→新频率下达到平衡。 消除偏移：原动机输入功率大小随负荷变动而改变。 结论：
① 电网仅一个频率；
② 电网可在偏离额定频率下稳定运行；（0.2Hz）
③ 频率调整依靠有功进行调整；
④ 维持电网频率，调速器调整原动机输入，跟踪
负荷变化。
⑤ 转速与频率关系：60pnf
二、 电网频率对电能用户及电力系统的影响 对用户影响：
① 异步机：转速变化影响产品质量；电机输出功
率变化影响输出功率大小。
② 电子测量设备：影响测量精度。 2 ③ 照明、电热负荷：影响小。 对电网影响：
①汽轮机叶片：振动、裂纹，影响寿命。
②火电厂：低于48Hz→辅助电机（送风、给水、
循环、磨煤等）出力下降→锅炉、汽轮机出力
下降→有功出力下降→频率进一步下降→恶
性循环（频率雪崩）。
③电网电压：频率下降→异步机、变压器励磁电
流增大，无功损耗增大。发电机励磁电压下降
→系统电压下降→有可能导致系统电压雪崩
（大面积停电）。
④核电厂：频率下降→冷却介质泵跳开→反应堆
停运。 3 第二节 同步发电机调速器基本原理
一、 机械液压调速器（离心式调速器）原理简介
组成: 测速环节、执行放大环节、转速给定装置
① 测速环节：主轴带动的齿轮传动机构和离心飞摆。
转速n上升 A点上移（升高）；
转速n下降A点下移（降低）；
② 执行放大环节：错油门＋油动机。稳定状态：错油
门活塞堵死油动机活塞二个油管路，油动机上下油
压相等，调节汽阀开度不变。
F上升上管进油活塞向下汽阀开度减小
转速下降；F下降下管进油活塞向上汽阀开 4 度增大转速上升；
放大作用：小力量作用于F点，通过高压油作用，
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
有关发电厂有功功率平衡和电网频率调整的探讨
摘要：衡量电能质量的指标中，很多指标都与发电系统中有功、无功功率的分配以及频率、电压的调整有关。本文中，笔者从有功功率负荷的变动和调整控制入手，具体探讨了电力系统中有功功率的最优分配方式、最优分配负荷时的约束条件等，并对电力系统的频率调整做了分析。
关键词：发电厂、有功功率平衡、电网频率调整
Abstract: The quality of electric power measure index, many indicators and
power generating system are active, reactive power distribution, and frequency and
voltage adjustment of related. In this paper, the author from the active power load
changes and adjusts the control of the concrete in the power system, probes into the
active power of the optimal distribution method. The optimal allocation load
constraint conditions and so on, and the frequency of power system adjustment are
analyzed.
Key Words: power plants, active power balance, power grid frequency
adjustment
衡量电能质量的指标有频率质量、电压质量和波形质量，分别以频率偏移、电压偏移相波形畸变率表示。衡量运行经济性的主要指标是比耗量和线损率。.这些技术经济指标中，除波形指标外，均直接与系统中有功、无功功率的分配以及频率、电压的调整有关。根据笔者多年的工作经验，以下就发电厂有功功率平衡和电网频率的调整方面的知识跟同行加以探讨，有不合理的地方，希批评指正。
