PG' ( f )
f
A fN f2
PD ( f ) C
PD ( f )
B PG ( f )
f1
D PG
PD
PD0
P1 P2 P3
P
四、频率调整的分析和计算 （analysis and computation of frequency regulation)
（一）、频率的一次调整(the first regulation of frequency)
f1 f2
f2
0
AE
F B C B
PD0
PG ( f )
PG ( f )
p
28
频率的二次调整
PD0 PG KG f K D f
PD0 PG (KG K D )f Kf
f PD0 PG
K
结论： （1）由于二次调频增加了发电机的出力，在同样的频率
偏移下，系统能承受的负荷变化量增加了。 （2）可以做到无差调节。
结论二：负荷的增量由两部分供给：一部分是发电机多 发的有功功率，另外一部分是负荷自身具有的正调节效 应随频率下降而少取用的功率。
结论三：就一次调频而言，希望系统的单位调节功率KS越 大越好，实际不可能。
其中 KD是不可控的，而KG也不可能为无穷大，必为一个限 值。所以是有差调节。
结论四：
PGi
KGif
PD ( f )
f f2 f N 0
f
PD ( f ) PG KG f
A
C
fN
B
f2
PD K D f
负荷功率的实际增量：
f3
D PG
PD
PD0 PD PD0 K D f
它同发电机功率增量平衡：
PD0
PD0 PD PG
P1 P2
P
PD0 PG PD KGf KDf (KG KD )f KS f
35
（一）、 各类发电厂的运行特点 3 核电厂
（1）一次投资大，运行费用小。 （2）启停费用高；负荷急剧变化时，调节费用高；启停
及急剧调节时，易于损坏设备。 （3）效率高，宜满载运行，一般不用其带变动负荷。
36
（二）、各类发电厂的合理组合
原则
（1）充分利用水源。 （2）降低火电机组的单位煤耗，发挥高效机组的作
PGA )
PDB PGB KB
30
联络线功率
PAB
K A (PDB
PGB ) K B (PDA PGA ) KA KB
PDA PGA PDB PGB
KA
KB
B系统不参 加二次调整
PAB 0
PAB
K APDB
K B (PDA PGA ) KA KB
PDB
K B (PD PGA ) KA KB
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
39
4.5 电力系统有功功率的最优分配
1 发电机组的耗量特性：反映发电机组单位时间内能量 输入和输出关系的曲线。
29
(三） 互联系统的频率调整
PDA PAB PGA K Af A PDB PAB PGB K BfB
PDA PGA KA
P AB
f (PDA PDB ) (PGA PGB ) PD PG
KA KB
K
PAB
K A (PDB
PGB ) K B (PDA KA KB
200MW
KG
1
*
PGN fN
1 200 0.04 50
100 MW/Hz
11
（1） KS KG KD 80 5 100 6 90 1090 MW/Hz
i 1
f PD0 300 0.2752 Hz
KS
1090
23
各类发电机组承担的功率增量为：
水轮机组：PG KG f 80 (0.2752 ) 22.02MW
（2）如仅水轮机组具有调节能力，频率偏差为多少？
解： PD0 300MW
KD* 1.5
PDN 3000MW
KD
K
D*
PDN fN
1.5 3000 90MW/Hz 50
求各类发电机组的 KG
水轮机组： 100MW
KG
1 PGN
* fN
1 0.025
100 50
80MW/Hz
汽轮机组：
31
互联系统的频率调整常采用如下三种方式 ： 1、频率保持不变，△f=0 2、联络线功率保持不变，△PAB=0
- - 3、△PDA △PGA= △PDB △PGB=0
32
四、各类发电厂的合理组合
系统中有备用容量时，可考虑有功功率的最优分配问 题，包括有功电源的最优组合及有功负荷的最优分配。
有功电源的最优组合：系统中发电设备和发电厂的合 理组合。
的标幺值表达式
PDN
a0 a1 f a2 f2 a3 f3 L PD
a0 a1 a2 a3 L 1
fN
f
电力系统中有功负荷与频率的关系，归纳为以下几类：
1、与频率变化无关的负荷，如照明、电阻炉、整流负荷等；
2、与频率成正比的负荷，如压缩机、卷扬机等；
3、与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗等；
*
( fN (PGN
f0) / fN 0) / PGN
f0 fN fN
单位调节功率与调差系数的关系：
KG
1
*
PGN fN
发电机组的调差系数可以整定。整定后在运行过程中不 再变动。即发电机组有功频率特性曲线的斜率固定。
（三）有功平衡(active power balance)
有功平衡与频率的关系：
根据预测负 荷，在各机 组间进行最 优负荷分配
电力系统的经济运行调度（发电计划）
第二节电力系统的频率质量控制——频率调整 Frequency Regulation
2.负荷的有功频率特性：
2
3
P D
aP 0 DN
a 1
P DN
f f
N
a
2
P DN
f f
N
a 3
P DN
f f
N
PD
PD
以f N 和PDN为 基 准 值
PG f
3、有功平衡：一次调频
调速器
二次调频
调频电厂
本次课的重点：一次调频的原理和计算。
25
(二)、频率的二次调整(the second regulation of frequency)
•频率的二次调整：通过操作调频器，使发电机组的频率特 性平行的移动，从而使负荷变化引起的频率偏移在允许的波 动范围内。 1.主调频厂的选择 •调频厂：负有二次调频任务的电厂，分为主调频厂和辅助
KS
KG
KD
PD0 f
系统的单位调节功率：计及发电机和负荷的调节效 应时，引起频率单位变化时的负荷变化量。
(一)、频率的一次调整
•n台装有调速器的机组并列运行时，系统频率变化Δf 时
KG
n
KGi
i1
n
KGi
i 1
PGiN fN
n台机组的等值 单位调节功率
结论：n台机组的等值单位调节功率远大于一台机组的 单位调节功率。
第七章 电力系统的质量控制
第二节 电力系统的频率质量控制——频率调整
Frequency Regulation
一、频率调整的必要性：
1.电力系统频率变化的影响 对用户的影响 （1）异步电机转速变化，影响产品质量； （2）异步电机功率下降; （3）电子设备的准确度.
第二节 电力系统的频率质量控制——频率调整
1
i
f
f PGiN
i fN
机组的调差系数越小，承担的功率增量就越大；机组的
额定容量越大，承担的功率增量也越大。
例题：某电力系统的发电机组总容量为3600MW,各类发电机 组的容量和调差系数如下：
水轮机组
100MW
5台
* 0.025
汽轮机组
200MW
6台
* 0.04
系统总负荷为3000MW,负荷的频率调节效应系数为KD*=1.5。 设原来运行时f=50Hz，现负荷突然增加300MW。试完成： （1）设所有机组均具有调节能力，求频率偏差和各类发电机 组承担的功率增量；
耗量特性
fN
f
（二）. 有功电源及其有功频率特性：
即发电机组的有功频率特性。反映了发电机输 出的有功功率和频率之间的关系。
PG
PGN
发电机输出的有功功率PG增 加时频率有所下降， PG减小
时频率有所上升。？
fN f0
f
依靠调速器的动作实现频率的一次调整。
KG
PG f
tg
(MW/Hz)
单位调节功率:表示频率变化时发电机组输出功率 的变化量。
物理意义：当系统频率变化1Hz时发动机组输出有功功率的 变化量。
注意：定义中的负号及β角的位置，使得KG恒为正值。
单位调节功率用标幺值表示：
KG*
PG* f*
PG / PGN f / fN
KG
fN PGN
1
*
式中，
*
f* PG*
称为发电机组的调差系数，通常由
额定运行点和空载运行点定出。
在额定运行点，f fN , PG PGN ;在空载运行点， f f0 , PG 0
Frequency Regulation
对发电厂和电力系统的影响
（1）对发电厂厂用机械设备运行的影响；