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5电力系统自动装置第五章.ppt

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第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节,第一节、电力系统的频率特性,一、概述电网稳态条件下的频率 f 是全系统一致的运行参数频率变化是系统负荷与电源之间的功率失去平衡所致。原动机输入功率:,,,,机组的动能,第一节、电力系统的频率特性,电网频率变动情况,,,,,,,,,t,P,,,持续分量,,,脉动分量,,,随机分量,,负荷瞬时变动情况,第一节、电力系统的频率特性,调频与有功功率调节是不可分的,应满足安全运行约束;,符合经济运行要求,发挥能源最大效益;,频率偏差控制在预定范围内,保证电能质量。,第一节、电力系统的频率特性,二、电力系统负荷的功率 - 频率特性 负荷的功率 - 频率特性一般可表示为:,用标幺值表示为:,当系统频率为额定值时:PL*=1 , f*=1,于是:,第一节、电力系统的频率特性,二、电力系统负荷的功率 - 频率特性负荷的静态频率特性:,频率下降时,负荷功率也下降到 ; 频率上升时,负荷功率也上升到 。 负荷特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平衡,这种现象称为负荷调节效应。,负荷的频率调节效应系数:因为频率变化很小,所以 为一直线,取值范围在1~3之间。,,,f,PL,,,,,,fN,fb,PLN,PLb,a,b,第一节、电力系统的频率特性,二、电力系统负荷的功率 - 频率特性 例5-1见126页。 例5-2见127页。,第一节、电力系统的频率特性,三、发电机组的功率 - 频率特性 (一)发电机的功率 - 频率特性 发电机转矩方程:功率方程:无调速器时,转速和转矩都为额定值。,加调速器后,将从一条静态特性曲线向另一条静态特性曲线过渡。,,,,,,,,,P*,M*,ω*,f*,PG*,MG*,1.0,1.0,,,P,f,,,,,,,,,,,1,2,3,,3’,a’,a”,a”’,第一节、电力系统的频率特性,有调速系统的发电机功率-频率特性:,,有差调节 调差系数,,调差特性与机组间有功功率的分配,调差特性为区域,有失灵区。,,,PG,f,,,,,,,,,,PGb,PGa,ΔPG,Δf,a,b,fN,f1,,,P1,P2,f,A,,,,,,B,C,fN,P1,P2,,,,P1’,P2’,,,,ΔP1,ΔP2,,ΣPL,ΣP’,f1,第一节、电力系统的频率特性,,调差特性与机组间有功功率的分配,调差特性为区域,有失灵区。,,,P1,P2,f,A,,,,,,B,C,fN,P1,P2,,,,P1’,P2’,,,,ΔP1,ΔP2,,ΣPL,ΣP’,f1,,三、发电机组的功率 - 频率特性 (二)调差特性与机组间有功功率的分配关系,第一节、电力系统的频率特性,思考题1已知:两机组并联于一条母上, 。且调速系统保证了两台机完全同步。若1号机组额定功率为60MW,两机均额定运行。求:当系统要求增加20MW的输出时,母线的频率为多少?,第一节、电力系统的频率特性,四、电力系统的频率特性系统频率特性是由负荷频率特性和发电机频率特性共同形成的。,无调速 有调速,,,到状态b,PL未变,PG没增加 到状态c,再调可以到状态d,,,P,f,PL = f(f),,,,,PL1 = f(f),,,,a,PL,fN,b,,,d,PL1,,ΔPL,c,,,PL2,f3,f2,,,ΔPL1,ΔPL2,第一节、电力系统的频率特性,思考题2已知:某电力系统, ,当PL=3000MW时,fN=50Hz。求负荷增加120MW时,系统调速后的运行点。,第二节、调速器原理,一、机械液压式调速器原理,,第二节、调速器原理,二、功率-频率电液调速系统原理,第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,一、调节系统的传递函数 (一)调速器(二)原动机 汽轮机的传递函数水轮机的传递函数,第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,一、调节系统的传递函数 (三)汽轮发电机组的传递函数,,,,,,,,,△F(s),,△Pe(s),+,-,GnT(s),△PT(s),第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,一、调节系统的传递函数 (四)单区域系统,方程式5-56式的框图:,第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,一、调节系统的传递函数 (四)单区域系统,方程式5-61式的框图,第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,一、调节系统的传递函数 (四)单区域系统 单个区域的频率闭环调节框图,第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,发电机功率增加,负荷功率减少,,功率平衡起作用的三个部分:,(一)单区域 系统动态响应曲线,系统动能,二、电网的频率调节特性,第三节、电力系统的频率调节系统及其特性,(二)联合调频比单区域系统调节好。,,二、电网的频率调节特性,第四节、电力系
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