第五章（1）.doc

l 电力系统频率偏移如何定义？ l 电力系统有功功率如何平衡？ l 电力系统的频率特性如何？ 第五章 电力系统的有功功率及频率调整 1. 电力系统的频率偏移 1.1 频率变化对负荷的影响 (1)异步机 (2)电子设备 (3)电钟 1.2 频率变化对电力系统的影响 (1) 火电厂的主要设备：水泵、风机、磨煤机 (2) 汽轮机的叶片 (3) 变压器的励磁 1.3 频率偏移的范围：50Hz±(0.2~0.5)Hz 2. 电力系统的有功功率平衡 2.1 系统的有功功率平衡 (1) 运行中： 电源 负荷 损耗 (2) 规划、设计： 设备 备用 2.2 备用容量 (1) 按投入时间分 Ø 热备用：运转中的发电设备可能发的最大功率与发电负荷之差(旋转备用)； Ø 冷备用：未运转的、但能随时启动的发电设备可以发的最大功率(不含检修中的设备)； Ø 冷热备用须有合理比例。 (2) 按用途分： Ø 负荷备用：适应负荷短时波动、一日内计划外的负荷增加，一般为最大负荷的0~5%。 Ø 事故备用：适应发电设备发生偶然事故时备用，一为般最大负荷的5~10%，分冷、热备用。 Ø 检修备用：满足检修需要而设的(有时不设)备用。 Ø 国民经济备用：计及负荷超计划增长而设，一般为最大负荷的3~5% 2.3 电力系统的负荷变化与调整 Ø 负荷变化（P234图6-1） ü 第一种变化：周期短、幅度小，偶然性极大(＜10″） ü 第二种变化：周期较长、幅度较大(10″~3'） ü 第三种变化：周期长、幅度大(>3'），由负荷曲线反映。 Ø 调整方式：实质上调整发电机输出功率 ü 频率的一次调整：调速器 ü 频率的二次调整：调频器 ü 频率的三次调整：依负荷曲线，在厂、机组间经济合理地分配 2.4 各发电厂间负荷的合理分配 (1)火电厂特点： Ø 需燃料及运输费用，但不受自然条件影响 Ø 效率与蒸汽参数有关 Ø 受锅炉、汽轮机最小技术负荷限制，有功出力调整范围较窄，增减速度慢，参数越高范围越窄(高温高压30%，中温中压75%) 电厂类型 汽压(大汽压) 汽温(℃) 电厂(机组)容量范围(万千瓦) 锅炉 汽机 锅炉 汽机 低温低压电厂 14 13 350 340 1万千瓦以下小电厂(0.15~0.3) 中温中压电厂 40 35 450 435 1~20万千瓦中小电厂(0.6~5) 高温高压电厂 100 90 540 535 10~60万千瓦大、中电厂(2.5~10) 超高压力电厂 140 135 540 535 25万千瓦以上大电厂(12.5~20) 亚临界压力电厂 170 165 570 565 60万千瓦以上大电厂(30) 超临界压力电厂 250 240 570 535 100万千瓦以上大电厂(50~60) 临界压力：225大气压，临界温度374℃ 效率：中温中压 24.5% 高温高压 30.5% 超高压力 37.0% 超临界压力 40.0% 热电厂 ＞ 50% 联合循环 Ø 机组投入退出，承担急剧负荷响应时间长，多耗能量，易损坏设备 Ø 热电厂抽汽供热，效率高，但技术最小负荷取决于热负荷，为强迫功率 (2)水电厂特点： Ø 不要燃料费，水力可梯级开发，连续使用，但受自然条件影响。 Ø 出力调节范围大，50%以上, 增减负荷速度快，操作容易，可承担急剧变化的负荷 Ø 决定发电量的除水量外还有水位差 保证出力 Ø 抽水蓄能机组（天荒坪6×30万千瓦） Ø 水利枢纽兼顾发电、航运、防洪、灌溉、渔业、旅游，不一定与电力负荷适应，所以必须与火电配合 Ø 维持航运、灌溉、需一定水量，对应强迫功率 (3) 核电厂特点： Ø 可调容量大，退、投、增、减负荷消耗能量、时间，易损坏设备 Ø 一次投资大，运行费低，尽量利用承担基本负荷 (4) 分配原则（P235图6-2） Ø 充分利用水力资源，避免弃水 Ø 降低火电煤耗，发挥高产机组作用 Ø 减少火电成本，多烧劣质煤、本地煤、少烧油 Ø 考虑发电成本(燃料价格、管理水平、机组效率等)，充分利用资源 3. 电力系统的频率特性 3.1 负荷的频率特性 标么值： 当f=fN、PD=PDN时a0+a1+a2+a3+…=1 Ø 与频率无关：照明、电炉、整流 Ø 与频率一次方成正比：球磨机、切削机床，卷扬机 Ø 与频率二次方成正比：铁损(涡流) Ø 与频率三次方成正比：通风机、静水头阻力不大的循环水泵 Ø 与频率四次方成正比：阻力很大的水泵 Ø 主要成份为前二种，在额定值附近为一直线 MW/HZ f* 1.0 PD* f* β 1.0 有功负荷频率调节效应系数 (频率调节效应) KD*：1~3 13-10