電力系統(tǒng)頻率特性：發(fā)電機(jī)與頻率成反比；負(fù)荷與頻率成正比

當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷也要隨著轉(zhuǎn)變,這種有功負(fù)荷隨頻率而

轉(zhuǎn)變的特性叫做負(fù)荷的功率一頻率特性，是負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性，也稱作負(fù)荷的

調(diào)整效應(yīng)。

+必卬

圖3-2負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性圖3-3有功負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性

負(fù)荷的功率一頻率特性一般可表示為

工+(/V

=Pie+a\Pie+。3Pie+ClnPie-T

[fe)[fe)e)

式中/,一額定頻率

丹一系統(tǒng)頻率為f時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷

兒一系統(tǒng)頻率為額定值.時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷

如⑷，……4n—為上述各類負(fù)荷占幾的比例系數(shù)

—f1=%+2。/+3a3E-勺.

df.

或?qū)懗?

K=△以二一%二溫/上

"-V—V%—\f/fN

K,*稱為負(fù)荷的調(diào)整效應(yīng)系數(shù)。

蘢電力系統(tǒng)中，與頻率無(wú)關(guān)的負(fù)荷占30%,與頻率一次方成比例的負(fù)荷占40%,

與頻率二次方成比例的負(fù)荷占10%,與頻率三次方成比例的負(fù)荷占20%。求系

統(tǒng)頻率由50Hz下降到47Hz時(shí)，負(fù)荷功率變化的百分?jǐn)?shù)及其相應(yīng)的值。

解由(3-3)式可求出當(dāng)頻率下降到47Hz時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷為

+。n

Pi*=〃o+aif*2<2+..........anf*

=0.3+0.4x0.94+0.1x0.942+0.2x0.943

=0.3+0.376+0.088+0.166=0.930

則A/^%=(1-0.930)x100=7

八5％7…

_曰KL*=——-——=—=1?17

于T正L△￡%6

例3-2某電力系統(tǒng)總有功負(fù)荷為3200MW(包括電網(wǎng)的有功損耗)，系統(tǒng)的

頻率為50Hz,若仁,=1.5,求負(fù)荷頻率調(diào)整效應(yīng)系數(shù)長(zhǎng)值。

解：KL=K/*X&=1.5X^>=96(MW/HZ)

f(50

若系統(tǒng)的心值不變，負(fù)荷增長(zhǎng)到3650MW時(shí)，則

._36501八八.

KL=L5X――=109.5(MW/Hz)

—Jk_/

即頻率降低1Hz,系統(tǒng)負(fù)荷削減I09.5MW,由此可■知,KL的數(shù)值與系統(tǒng)的負(fù)荷大

小有關(guān)。

R=-￡

負(fù)號(hào)表示發(fā)電機(jī)輸出功率的變化和頻率的變化符號(hào)相反。

調(diào)差系數(shù)R的標(biāo)幺值表示為

區(qū).紂"一饃

\PGe!PGe△

或?qū)懗葾A+R△分*=0

又稱為發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)整方程。

計(jì)算時(shí)

1

KG*=—=-------—

RM

心.一一發(fā)電機(jī)的功率-頻率特性系數(shù)，或原動(dòng)機(jī)的單位調(diào)整功率。

調(diào)整特性的失靈區(qū)定義：由于測(cè)量元件的不靈敏性,對(duì)微小的轉(zhuǎn)速變化不能

反應(yīng)，調(diào)速器具有肯定的失靈區(qū)，因而調(diào)整特性實(shí)際上是一條具有肯定寬度

的帶子。

不靈敏區(qū)的寬度可以用失靈度￡來(lái)描述，即

一九

fe

式中Afw一調(diào)速器的最大頻率呆滯

有失靈區(qū)產(chǎn)生的安排功率上的誤差為（用標(biāo)幺值表示）：

影響：1）△2■，*與失靈度￡成正比，而與調(diào)差系數(shù)成反比。過(guò)小的調(diào)差系

數(shù)將會(huì)引起較大的功率安排誤差，所以/?*不能太小。

2）假如不靈敏區(qū)太小或完全沒(méi)有，那么當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生微小波動(dòng)時(shí)，調(diào)速器也

要調(diào)整，這樣會(huì)使閥門的調(diào)整過(guò)分頻繁。

P75例3-1/3-2

調(diào)頻（原理….…）目的：是調(diào)整系統(tǒng)頻率為額定值；保持聯(lián)絡(luò)線功率為方案值（這

樣的調(diào)頻由自動(dòng)發(fā)電掌握AGC完成）

調(diào)頻方法：有差調(diào)頻法；主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法；積差調(diào)頻法（同步時(shí)間法）；改進(jìn)積差

法；分區(qū)調(diào)頻法。

1、有差調(diào)頻法指用有差調(diào)頻器進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到系統(tǒng)調(diào)頻的目的的方法。

有差調(diào)頻器的穩(wěn)態(tài)工作特性可以用下式表示，即

Af+RAPc=0

式中V、AP——調(diào)頻過(guò)程結(jié)束時(shí)系統(tǒng)頻率的增量與調(diào)頻機(jī)組有功功率的

增量R一一有差調(diào)頻器的調(diào)差系數(shù)

優(yōu)缺點(diǎn)：1、各機(jī)組同時(shí)參與調(diào)頻，沒(méi)有先后之分

2、方案外負(fù)荷在調(diào)頻機(jī)組間是按肯定的比例安排的（調(diào)差系數(shù)越大，擔(dān)當(dāng)調(diào)整

系數(shù)越小）3、頻率穩(wěn)定值的偏差較大

主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法：

1）調(diào)頻方程式：

曠=0（發(fā)電機(jī)L主導(dǎo)發(fā)電機(jī)）

△22=（人/%（發(fā)電機(jī)2）

發(fā)電機(jī)〃）

式中NPa—第i調(diào)頻發(fā)電機(jī)的有功增量Ki一功率安排系數(shù)

各調(diào)頻機(jī)組分擔(dān)的頻率為

K.AP=Ki-lAD

flle

1+&+……■K

式中K1=l+K1+……+K,i

優(yōu)缺點(diǎn)：1、各調(diào)頻機(jī)組間的出力也是依據(jù)肯定的比例安排的。

2、在無(wú)差調(diào)頻器為主導(dǎo)調(diào)頻器的主要缺點(diǎn)是各機(jī)組在調(diào)頻過(guò)程中的作用有

先有后，缺乏“同時(shí)性”

積差調(diào)頻法（同步時(shí)間法）

1）調(diào)頻方程式：

積差調(diào)頻法（或稱同步時(shí)間法）是依據(jù)系統(tǒng)頻率偏差的累積值進(jìn)行工作的。

單機(jī)積差調(diào)整的調(diào)頻方程式為：

即+KAPc=O

Nf=fp

（'JJe）（3-18）

式中K一調(diào)頻功率比例系數(shù)

積差調(diào)整法的特點(diǎn)是調(diào)整過(guò)程只能在二°時(shí)結(jié)束，

「△m=一以七=常數(shù)

J./C,此常數(shù)與方案外負(fù)荷成正比。

多臺(tái)機(jī)組用積差法實(shí)現(xiàn)調(diào)頻時(shí)，可采納集中制、分散制兩種方式（P81）

其調(diào)頻方程組如下

J切力+KiAPci二。

J^fdt+K2Ape2=^

>

jAfd￡+K〃APc〃=。

每臺(tái)調(diào)頻機(jī)組分擔(dān)的方案外負(fù)荷為

K,3=1)

優(yōu)缺點(diǎn)：

頻率積差調(diào)整法的優(yōu)點(diǎn)是能使系統(tǒng)頻率維持額定。

方案外的負(fù)荷能在全部參與調(diào)頻的機(jī)組間按肯定的比例進(jìn)行安排。

缺點(diǎn)是頻率積差信號(hào)滯后于頻率瞬時(shí)值的變化，因此調(diào)整過(guò)程緩慢。

改進(jìn)積差調(diào)頻法

1)調(diào)頻方程式：

在頻率積差調(diào)整的基礎(chǔ)上增加頻率瞬時(shí)偏差的信息

M+Ri(APci+aJK\fdt)=0(i=1,2,……n)式

中八兒一第i臺(tái)機(jī)組擔(dān)當(dāng)?shù)墓β收{(diào)整量尺一第i臺(tái)機(jī)組的調(diào)差系數(shù)CCi

一第i臺(tái)機(jī)組調(diào)整功率的安排系數(shù)，=1K一功率頻率換算系數(shù)

1

分區(qū)掌握誤差A(yù)CE分區(qū)掌握誤差(areacontrolerror)

ACE=KAf+APg

ACE=O表明本區(qū)無(wú)負(fù)荷變動(dòng)，無(wú)須調(diào)頻

等微增率法則，就是運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組按微增率相等的原則來(lái)安排負(fù)荷，目的：

使系統(tǒng)總的燃料消耗（或費(fèi)用）為最小。

P87例3-3

電力系統(tǒng)中發(fā)電量的掌握，一般分為三種狀況

由同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器實(shí)現(xiàn)的掌握（一次調(diào)整，10S）;

由自動(dòng)發(fā)電掌握（簡(jiǎn)稱AGC,）（二次調(diào)整，10S~3min）；

依據(jù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度（簡(jiǎn)稱EDC,）（三次調(diào)整，＞3min）。

自動(dòng)發(fā)電掌握系統(tǒng)具有四個(gè)基本任務(wù)和目標(biāo)：

①使全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)輸出功率和總負(fù)荷功率和匹配；

②將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整掌握到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值：

③掌握區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與方案值相筆，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域內(nèi)rr功功率

和負(fù)荷功率的平衡；

④在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進(jìn)行負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)安排。

自動(dòng)發(fā)電掌握系統(tǒng)包括兩大部分：（1）負(fù)荷安排器（2）發(fā)電機(jī)組掌握器

按頻率自動(dòng)減負(fù)荷。中文簡(jiǎn)拼為“ZPJH"，英文為UFLS：只能在系統(tǒng)頻率驛到

某值以下，實(shí)行切除相應(yīng)用戶的方法來(lái)削減系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)頻率保

持在事故允許的限額之內(nèi)。

例3-3某系統(tǒng)的用戶總功率為尸肥，=2800MW,系統(tǒng)最大的功率缺額

Pqe=900MW,負(fù)荷調(diào)整效應(yīng)系數(shù)=2,自動(dòng)減負(fù)荷動(dòng)作后，盼

望恢復(fù)頻率值力丁=48法，求接入減負(fù)荷裝置的負(fù)荷總功率5”。

2

妣

448Hz50//z

圖3-25例3-3示意圖

解減負(fù)荷動(dòng)作后，殘留的頻率偏差相對(duì)值

50-48

=0.04

N*=50

由式(3-47)得

八900-2x0.04x2800g,

P.=------------------------=7341MWl

JH1-2x0.04

各輪動(dòng)作功率的選擇

1)第一級(jí)動(dòng)作頻率一般的一級(jí)啟動(dòng)頻率整定在49Hz。

2)最終一輪的動(dòng)作頻率：自動(dòng)減負(fù)荷裝置最終一輪的動(dòng)作頻率最好不低于

46?46.5Hz

3)前后兩級(jí)動(dòng)作的頻率間隔：前后兩級(jí)動(dòng)作的時(shí)間間隔是受頻率測(cè)量元件的

動(dòng)作誤差和開關(guān)固有跳閘時(shí)間限制的。(P97)

特別輪斷開功率可按以下兩個(gè)極限條件來(lái)選擇：

(1)當(dāng)最終其次輪即n—1輪動(dòng)作后，