KSf n 250 192 30f n 472 50 21.5 PSn PSn 100 5 300 2
PS -KSf -(472) (-0.2) 94.4 （MW)
例5-1
• 解：2）仅水轮机组参加调频时
• 电力系统:
KS*
（MW）
250 30f n
• 电力系统的频率变化对用电设备、发 电机组以及电力系统的运行状况都有 很大的影响 ： • 1）对用户的影响 • 2）对发电厂的影响 • 3）对电力系统的影响 • 我国规定允许的频率范围为 50±0.2Hz
5.2有功功率的电源与负荷
• 5.2.1.有功功率负荷及其变化
实际负荷
第一种负荷
第二种负荷
第三种负荷
负号表示有功功率的实际传输方向与假设方向 相反，是从B流向A。
例5-2解
• 2）A子系统增发（二次调频）60MW，且 A、B都有一次调频。 ΔPGA=60MW， ΔPGB=0，ΔPLB=0，ΔPLA=100MW。
PLA PLB - PGA - PGB 100- 60 f 0.03 （Hz) K A K B 645 700
发电机组有功功率-频率静态特性曲线
PG -KG f
斜率KG称为发电机组的单位调节功 率，又称发电机组的有功功率-频率 静态系数，
PG /PGn fn K G* KG f/fn PGn
发电机的调差系数是单位调节功率的倒数。
发电机的单位调节功率与调差系数的关系：
一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的： % =3~5或 K G*=33.3~20 汽轮发电机组 水轮发电机组 % =2~4或K G* =50~25
负荷的变化将引起频率的相应变化，电力系统的有功功率 和频率调整大体上分一次、二次、三次调整三种。

频率的一次调整（或称为一次调频）指由发 电机组的调速器进行的，是对一次负荷变动引 起的频率偏移作调整。 频率的二次调整（或称为二次调频）指由发 电机组的调频器进行的，是对二次负荷变动引 起的频率偏移作调整。 频率的三次调整（或称为三次调频）是对三 次负荷变动引起的频率偏移作调整。将在有功 功率平衡的基础上，按照最优化的原则在各发 电厂之间进行分配。
二次调频只是增加 了发电机组的出力
3. 互联电力系统频率的调整
• 把整个电力系统看作是由若干个子系 统通过联络输电线路连接而成的互联 系统，在频率调整时，为了减少线路 传输损耗，提高电力系统运行的经济 性，还要注意联络线路交换功率的控 制问题。
3. 互联电力系统频率的调整
• 对A系统ΔPAB是一个负荷，功率平衡方程：
这时通过联络线传输的功率很大，会增加线路 损耗，虽可维持频率不变，但不是最佳方案。
5.3.2 电力系统的频率调整
• 1.电力系统频率的一次调整
• 前面讨论的由发电机组调速系统随电力系 统频率变化而自动控制发电机进行输出有 功功率的调整，通常称为电力系统频率的 一次调整。 • 对多发电机组和多负荷组成的电力系统，
KS=KL+KG1+ KG2+KG3+……
2.电力系统频率的二次调整
f PLA PLB - PGA - PGB 100 -0.074(Hz) K A K B 645 700 K PLB - PGB - K B PLA - PGA PAB A K A K B - 700 100 -52(MW) 645 700
例5-2
• 设A子系统的负荷增加了100MW，试计算下列情 况下频率变化量和联络线上传输的有功功率。 • 1）A、B两子系统都只有一次调频。 • 2）A子系统都增发60MW（二次调频），且A、B 都有一次调频。 • 3）B子系统增发100MW（二次调频），且A、B 都有一次调频。
例5-2解
• 1）A、B两子系统都只有一次调频。 ΔPGA=0，ΔPGB=0，ΔPLB=0， ΔPLA=100MW。
f PLA PLB - PGA - PGB 0(Hz) K A K B
PAB
645 - 100 - 700 100 100 （MW) 645 700
K A PLB - PGB - K B PLA - PGA K A K B
P P
G
电力系统
或
P P
G
厂用电
P电力网 PL
5.1 电力系统中有功功率平衡 与频率变化
• 实际上电力系统负荷消耗的有功功 率在不断变化，当电力系统发出的 有功功率之和大于电力系统消耗的 有功功率之和时，电力系统的频率 会上升，反之，电力系统的频率会 下降。
电力系统频率不稳定的影响
电力系统分析
电力出版社
于永源
第三章 简单电力网络潮流的分析与计算
运算负荷和运算功率
电力系统接线图与等值网络如图所示 G G ~ 1 T1 2
(a)
l
~
3 T2 4
L
S
S
' 2 ~
~
4
S
G ~
1
~
~
1
S ZT 1
~
S
~
2
S Z1
Z1
~
~
S
' 3
S
3
S YT 2
~
~
3
S ZT 2
~
S
~
• 二次调频是人为设定，根据电网频率 高低来调整机组负荷，是指当电力系 统负荷或发电出力发生较大变化时， 一次调频不能使频率恢复到规定范围 时采用的调频方式。 • 二次调频由发电机组的调频控制器 （同步器）来实现，
2.电力系统频率的二次调整
• 在发电机组 的有功功率 -频率静态 特性曲线上 频率的二次 调整体现为 曲线的平移。
第5章 电力系统有功功率的平衡 和频率调整
5.1 电力系统中有功功率平衡 与频率变化 5.2 有功功率的电源与负荷 5.3 电力系统的有功功率平衡 重点：电力系统的频率调整。 难点：互联系统的频率调整。
5.1 电力系统中有功功率平衡 与频率变化
• 电力系统理论上应时刻保持有功功率 的平衡，即每一时刻发电机发的有功 功率之和应等于电力系统消耗的有功 功率之和。


5.2.2.有功功率电源的备用
• 电力系统中的产生有功功率的唯一电 源是发电厂（未来其他清洁电源并网 后也可以看成是发出有功功率的电 源）。 • 电力系统的总发电容量必须大于其最 大负荷时需消耗的容量，这多出来的 部分就是备用容量。
5.2.2.有功功率电源的备用
• 1. 2. 3. 4. 系统的备用容量一般可分为 负荷备用， 事故备用， 检修备用， 国民经济备用。
PLA PAB - PGA -KA f
• 对B系统ΔPAB是一个电源，功率平衡方程：
PLB - PAB - PGB -KBf
PLA PLB - PGA - PGB f K A K B
PAB PGA - PLA - KA f
例5-1
4
ZT1 YT1
2
S YT 1
S Yl 2
~
ZT2 4 YT2
Y1/2
S Yl 3
Y1/2
(b)
电力系统的接线图与等值网络
（a)接线图
（b）等值网络
第5章 电力系统有功功率的平衡 和频率调整
• 电力系统运行的基本任务是将电能在 电压、频率合格的前提下安全、可靠、 经济地分配给各用电设备。 • 本章讨论稳态运行的电力系统中有功 功率的最优分配频率调整问题。
5.3 电力系统的有功功率平衡
• 1. 负荷有功功率-频率静态特性
实验测得当电力系统 频率略有下降时，同 一负荷实际吸收的有 功功率下降 ：
PL K L f
KL-负荷的单位调节功率
K L* PL /PLn fn KL f/fn PLn
5.3 电力系统的有功功率平衡
• 2. 发电机的有功功率-频率静态特性
3. 电力系统的有功功率-频率静态特性
PS PG - PL -KG f - KLf -KSf
• 其中KS=KG+KL，称为系 统的单位调节功率或系 统的有功功率-频率静态 特性系数。式中负号表 示频率减小时系统发出调，因此KS 主要由KG决定。 KS主要 由KG决定。
例5-1
• 解：1) 全部机组都参加调频时
• • • • 水轮机组: 汽轮机组: K 负荷： K 电力系统:
KS*
K G 5 K G* PGn 100 5 25 250(MW/Hz) fn 50
（MW）
PGn 300 2 16 192 （MW/Hz) G fn 50 PLn 1000 K 1.5 30 （MW/Hz) L L* fn 50 2 K G*
• 设电力系统中各发电机组的容量和它们的 单位调节功率标幺值为： • 水轮机组：100MW/台×5台， KG*=25 • 汽轮机组：300MW/台×2台，KG*=16 • 负荷的单位调节功率KL*=1.5，系统总负荷 为1000MW，试计算：1）全部机组都参加 调频时2)汽轮机组已满载，仅水轮机组参 加调频时的电力系统的单位调节功率和频 率下降0.2Hz系统能够承担的负荷增量。
PAB K A PLB - PGB - K B PLA - PGA K A K B
- 700 100- 60 -20.82 （MW) 645 700
这种情况比较理想，频率偏移较小且线路传输 功率较小从而损耗也较小。
例5-2解
• 3）B子系统增发100MW（二次调频）， 且A、B都有一次调频ΔPGB=100MW， PGA=0， ΔPLB=0，ΔPLA=100MW。
PSn

280 50 12.7 100 5 300 2