第三章電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)1

電力系統(tǒng)自動(dòng)化本章內(nèi)容

3.1電力系統(tǒng)的頻率特性

3.2調(diào)頻與調(diào)頻方程式

3.3電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動(dòng)調(diào)頻

3.4電力系統(tǒng)低頻減載2

電力系統(tǒng)自動(dòng)化第一節(jié)電力系統(tǒng)的頻率特性3

電力系統(tǒng)自動(dòng)化本節(jié)內(nèi)容一、有功平衡和頻率調(diào)整二、電力系統(tǒng)的頻率特性4

電力系統(tǒng)自動(dòng)化一、有功平衡和頻率調(diào)整

1.對用戶的影響（1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)（2）異步電機(jī)功率下降（3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度2.對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響（1）對發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響（2）對汽輪機(jī)葉片的影響（3）對異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無功消耗。（一）電力系統(tǒng)頻率變化的影響5

電力系統(tǒng)自動(dòng)化轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡：轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化,引起頻率變化：保持頻率恒定不變是十分困難的

!（二）頻率與有功平衡的關(guān)系6

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（三）有功功率負(fù)荷的變化及其調(diào)整負(fù)荷總的變化情況隨機(jī)分量脈沖分量持續(xù)分量7

電力系統(tǒng)自動(dòng)化

系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷組成：（1）變動(dòng)周期小于10s，變化幅度小:小操作、線路搖擺等（3）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律（2）變動(dòng)周期在（10s，180s），變化幅度較大：大電機(jī)、電爐啟停調(diào)速器頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測負(fù)荷，在各機(jī)組間進(jìn)行最優(yōu)負(fù)荷分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）（三）有功功率負(fù)荷的變化及其調(diào)整8

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（四）有功功率平衡與備用容量備用容量：15%～20%作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。定義：備用容量＝系統(tǒng)可用電源容量－發(fā)電負(fù)荷

有功功率平衡：8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷備用容量新增容量9

電力系統(tǒng)自動(dòng)化按作用分：(1)負(fù)荷備用：滿足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外的負(fù)荷增量2%~5%(2)事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而預(yù)留的容量5%~10%(3)檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃檢修4%~5%(4)國民經(jīng)濟(jì)備用：滿足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃增長3%~5%按其存在形式分：(1)熱備用(2)冷備用備用容量的分類:10

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（一）負(fù)荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性二、電力系統(tǒng)的頻率特性11

電力系統(tǒng)自動(dòng)化負(fù)荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性簡化表達(dá)：當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷有功－頻率靜態(tài)特性用一條近似直線來表示。負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)或稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，表示負(fù)荷隨頻率的變化程度。12

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（1）靜態(tài)調(diào)差系數(shù):某臺機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)相應(yīng)的頻率偏移若2為額定運(yùn)行點(diǎn)，1為空載運(yùn)行點(diǎn)：（二）發(fā)電機(jī)組的有功功率－頻率靜態(tài)特性13

電力系統(tǒng)自動(dòng)化單位調(diào)節(jié)功率:調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，表示頻率變化時(shí)發(fā)電機(jī)組輸出功率的變化量。小結(jié)：調(diào)差系數(shù)越小，單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。調(diào)差系數(shù)是可以整定的。14

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（三）電力系統(tǒng)的有功功率－頻率靜態(tài)特性PfP1f1ACBP2f215

電力系統(tǒng)自動(dòng)化負(fù)荷功率的實(shí)際增量：它同發(fā)電機(jī)功率增量平衡：系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。PfP1f1ACBP2f216

電力系統(tǒng)自動(dòng)化標(biāo)幺值表示:系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率kr=PGN/PDN為備用系數(shù)等式兩端同除以PDN/fN小結(jié)：系統(tǒng)中有功功率電源的出力不僅應(yīng)滿足在額定頻率下系統(tǒng)對有功功率的需求，而且應(yīng)有一定的備用。17

電力系統(tǒng)自動(dòng)化3.2

調(diào)頻與調(diào)頻方程式18

電力系統(tǒng)自動(dòng)化一、頻率的一次調(diào)整（一）n臺裝有調(diào)速器的機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)頻率變化Δf時(shí)n臺機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率結(jié)論：n臺機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率遠(yuǎn)大于一臺機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率。19

電力系統(tǒng)自動(dòng)化一、頻率的一次調(diào)整把n臺機(jī)組用一臺等值機(jī)代表，等值單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值代入20

電力系統(tǒng)自動(dòng)化頻率的一次調(diào)整的計(jì)算過程求出頻率偏差每臺機(jī)組的功率增量小結(jié)：調(diào)差系數(shù)越小的機(jī)組增加的有功輸出相對越多。21

電力系統(tǒng)自動(dòng)化頻率的二次調(diào)整：通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。1.主調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分為主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。調(diào)頻廠應(yīng)滿足的條件：1）足夠的調(diào)整容量2）較快的調(diào)整速度3）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好二、頻率的二次調(diào)整22

電力系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)整容量:

水電廠>火電廠

中溫中壓電廠（75％）>高溫高壓電廠（30％）

調(diào)整速度：

水電廠>火電廠

調(diào)頻廠選擇：

首選：水電廠

其次：中溫中壓電廠

23

電力系統(tǒng)自動(dòng)化2.頻率二次調(diào)整的過程pf0f1ABf2CEF24

電力系統(tǒng)自動(dòng)化頻率的二次調(diào)整結(jié)論：（1）由于二次調(diào)頻增加了發(fā)電機(jī)的出力，在同樣的頻率偏移下，系統(tǒng)能承受的負(fù)荷變化量增加了。（2）可以做到無差調(diào)節(jié)。AEEFFC25

電力系統(tǒng)自動(dòng)化多臺機(jī)組并列運(yùn)行（三臺機(jī)組，1號機(jī)組為主調(diào)頻機(jī)組）調(diào)頻機(jī)組未動(dòng)作時(shí)調(diào)頻機(jī)組動(dòng)作后26

電力系統(tǒng)自動(dòng)化3互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整27

電力系統(tǒng)自動(dòng)化聯(lián)絡(luò)線功率B系統(tǒng)不參加二次調(diào)整28

電力系統(tǒng)自動(dòng)化二、各類發(fā)電廠的合理組合系統(tǒng)中有備用容量時(shí)，可考慮有功功率的最優(yōu)分配問題，包括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。有功電源的最優(yōu)組合：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠的合理組合。有功負(fù)荷的最優(yōu)分配：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的合理分配。29

電力系統(tǒng)自動(dòng)化一、各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)1火電廠（1）燃料及運(yùn)輸費(fèi)用（2）有功出力最小限制（3）效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)（4）啟停時(shí)間長且啟停費(fèi)用高（5）熱電廠總效率較高，但與熱負(fù)荷相應(yīng)的輸出功率是不可調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率。30

電力系統(tǒng)自動(dòng)化一、各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)2水電廠（1）不需燃料費(fèi)，但一次投資大（2）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大（3）啟停費(fèi)用低，且操作簡單（4）出力受水頭影響（5）抽水蓄能（6）必須釋放水量－－強(qiáng)迫功率31

電力系統(tǒng)自動(dòng)化一、各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)3核電廠（1）最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷10～15％。（2）啟停費(fèi)用高；負(fù)荷急劇變化時(shí)，調(diào)節(jié)費(fèi)用高；啟停及急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易于損壞設(shè)備。（3）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。32

電力系統(tǒng)自動(dòng)化二、各類發(fā)電廠的合理組合原則（1）充分利用水源。（2）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用。（3）盡量降低火力發(fā)電成本。33

電力系統(tǒng)自動(dòng)化枯水期豐水期抽水發(fā)電34

電力系統(tǒng)自動(dòng)化三、電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配1發(fā)電機(jī)組的耗量特性：反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線。耗量特性35

電力系統(tǒng)自動(dòng)化三、電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配比耗量：耗量特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，即輸入和輸出之比效率：比耗量倒數(shù)耗量微增率：耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率，表示在該點(diǎn)的輸入增量與輸出增量之比。效率曲線和微增率曲線36

電力系統(tǒng)自動(dòng)化二、目標(biāo)函數(shù)和約束條件有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的：在滿足對一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能源最少。

滿足條件：

等式約束f(x、u、d)=0

不等式約束g(x、u、d)≤0

使

目標(biāo)函數(shù)F=F(x、u、d)

最優(yōu)37

電力系統(tǒng)自動(dòng)化1目標(biāo)函數(shù)系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組）該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)，描述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。38

電力系統(tǒng)自動(dòng)化2約束條件等式約束不等式約束忽略有功網(wǎng)損39

電力系統(tǒng)自動(dòng)化三、等耗量微增率準(zhǔn)則以兩臺火電機(jī)組為例，忽略有功網(wǎng)損；假定各臺機(jī)組的燃料消耗量和輸出功率不受限制，要求：確定負(fù)荷功率在兩臺機(jī)組間的分配，使總的燃料消耗量最小。

等式約束目標(biāo)函數(shù)40

電力系統(tǒng)自動(dòng)化三、等耗量微增率準(zhǔn)則作圖法求解（只有兩臺機(jī)組）在OO’上找到一點(diǎn)作垂線，與兩條耗量特性曲線的交點(diǎn)間距離最短。在耗量特性曲線具有凸性的情況下，兩條曲線的切線平行時(shí)，燃料消耗量最少。曲線的切線即斜率，就是該點(diǎn)的耗量微增率。41

電力系統(tǒng)自動(dòng)化切線平行時(shí)，斜率相等，也就是耗量微增率相等。這就是等微增率準(zhǔn)則。物理意義42

電力系統(tǒng)自動(dòng)化四、多個(gè)發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配1.不計(jì)網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配目標(biāo)函數(shù)最?。旱仁郊s束條件：這是多元函數(shù)求條件極值問題，可以利用拉格朗日乘數(shù)法求解。構(gòu)造拉格朗日函數(shù)43

電力系統(tǒng)自動(dòng)化求拉格朗日函數(shù)的無條件極值44

電力系統(tǒng)自動(dòng)化不等式約束的處理功率上下限約束先不考慮該約束條件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)越限，越限的發(fā)電廠按極限分配負(fù)荷，其余發(fā)電廠再按經(jīng)濟(jì)分配。節(jié)點(diǎn)電壓及無功功率約束在經(jīng)濟(jì)功率分配后的潮流計(jì)算中處理。例4－845

電力系統(tǒng)自動(dòng)化2.考慮網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配等式約束變?yōu)槟繕?biāo)函數(shù)不變拉格朗日函數(shù)為經(jīng)過網(wǎng)損修正后的等微增率準(zhǔn)則網(wǎng)損修正系數(shù)46

電力系統(tǒng)自動(dòng)化3.3電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與自動(dòng)調(diào)頻47

電力系統(tǒng)自動(dòng)化?微增率：是指輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值。?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分配負(fù)荷，這樣就可使系統(tǒng)總的燃料消耗（或費(fèi)用）為最小。一、等微增率分配負(fù)荷的基本概念48

電力系統(tǒng)自動(dòng)化49

電力系統(tǒng)自動(dòng)化對應(yīng)于某一輸出功率時(shí)的微增率就是耗量特性曲線上對應(yīng)于該功率點(diǎn)切線的斜率，即式中b—耗量微增率（或簡稱微增率）

—輸入耗量微增率；

—輸出功率微增量。50

電力系統(tǒng)自動(dòng)化51

電力系統(tǒng)自動(dòng)化

設(shè)有n臺機(jī)組，每臺機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷為P1，P2，…,Pn，對應(yīng)的燃料消耗為F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n，則總的燃料消耗為而總負(fù)荷功率PL為

52

電力系統(tǒng)自動(dòng)化用拉格朗日乘子法則來求解取拉格朗日方程式中

-總?cè)剂舷模?/p>

-拉格朗日乘子；

-約束函數(shù)。這里功率平衡就是相應(yīng)的約束條件，即53

電力系統(tǒng)自動(dòng)化使總?cè)剂舷淖钚〉臈l件是（3-31）式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零。即54

電力系統(tǒng)自動(dòng)化因PL是常數(shù)，同時(shí)各機(jī)組的輸出功率又是相互無關(guān)的，所以55

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)每臺機(jī)組都是獨(dú)立的，那么每臺機(jī)組燃料消耗只與本身的輸出功率有關(guān)。因此，上式可寫成56

電力系統(tǒng)自動(dòng)化因此，發(fā)電廠內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的經(jīng)濟(jì)調(diào)度準(zhǔn)則為：各機(jī)組運(yùn)行時(shí)微增率b1,b2,?,bn相等，并等于全廠的微增率λ。57

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)有n個(gè)發(fā)電廠，每個(gè)電廠承擔(dān)的負(fù)荷分別為P1，P2，…，Pn，相應(yīng)的燃料消耗為F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n，則全系統(tǒng)總的燃料消耗為總的發(fā)電功率與總負(fù)荷PL及線損Pe

相平衡，即二、發(fā)電廠之間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配58

電力系統(tǒng)自動(dòng)化拉格朗日方程為：上式對功率的偏導(dǎo)數(shù)為零，得：式中-線損修正系數(shù)；

-系統(tǒng)微增率；

-電廠微增率。

59

電力系統(tǒng)自動(dòng)化在考慮線損條件下，負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的準(zhǔn)則是每個(gè)電廠的微增率與相應(yīng)的線損修正系數(shù)的乘積相等。為了求得各電廠的微增率bi，必須計(jì)算出線損pe（一般事先根據(jù)運(yùn)行工況而選定的線損系數(shù)求得），然后算出各電廠的線損微增率σi，即

由上式得60

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（一）概述電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，一般分為三種情況?由同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器實(shí)現(xiàn)的控制（一次調(diào)整，10S）；?由自動(dòng)發(fā)電控制（簡稱AGC，即英文AutomaticGenerationControl的縮寫）（二次調(diào)整，10S～3min）；?按照經(jīng)濟(jì)調(diào)度（簡稱EDC，即英文EconomicDispatchControl）（三次調(diào)整，>3min）。三、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC/EDC功能）61

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（2）自動(dòng)發(fā)電控制的基本原理

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化（2）自動(dòng)發(fā)電控制的基本原理

圖中Pzd為輸電線路功率的整定值，fzd為系統(tǒng)頻率整定值，P為輸電線路功率的實(shí)際值，f為系統(tǒng)頻率的實(shí)際值，Bf為頻率修正系數(shù)，)(K(S)外部控制回路，用來根據(jù)電力系統(tǒng)頻率偏差和輸電線路上的功率偏差來確定輸出控制信號，Pc為系統(tǒng)要求調(diào)整的控制信號功率，)(N（S）為內(nèi)部控制回路，用來控制調(diào)整調(diào)速器閥門開度，以達(dá)到所需要的輸出功率。63

電力系統(tǒng)自動(dòng)化64

電力系統(tǒng)自動(dòng)化

G1、G2、G3為發(fā)電機(jī)組；ACE稱為區(qū)域控制誤差，用來根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差以及輸電線路功率偏差來確定輸出控制信號；負(fù)荷分配器根據(jù)輸入的控制信號大小并且根據(jù)等微增率準(zhǔn)則或其他原則來控制各臺發(fā)電機(jī)輸出功率的大小。65

電力系統(tǒng)自動(dòng)化自動(dòng)發(fā)電控制系統(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)荷功率相匹配；②將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；③控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域內(nèi)有功功率和負(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)分配。自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)包括兩大部分：（1）負(fù)荷分配器（2）發(fā)電機(jī)組控制器66

電力系統(tǒng)自動(dòng)化各臺發(fā)電機(jī)組的設(shè)定調(diào)整功率按以下公式分配：式中-各臺發(fā)電機(jī)組的設(shè)定調(diào)整功率；

-各臺發(fā)電機(jī)的基點(diǎn)經(jīng)濟(jì)功率；

-每臺發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率；

-每臺發(fā)電機(jī)的分配系數(shù)；

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配（EDC）每隔五分鐘修改一次Pbi和αi值，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。有時(shí)為了增大加到發(fā)電機(jī)組上的誤差信號信息，可以使用一個(gè)或者多個(gè)附加的負(fù)荷分配回路，如圖3-19所示。這樣的附加分配回路可以用一個(gè)分配系數(shù)βi來表示，但它與按經(jīng)濟(jì)調(diào)度調(diào)整負(fù)荷的“分配系數(shù)αi”不同，它不受經(jīng)濟(jì)調(diào)度的約束，所以稱為調(diào)整分配。

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化69

電力系統(tǒng)自動(dòng)化自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的分配方式為或當(dāng)ACE信息為零時(shí)，負(fù)荷按經(jīng)濟(jì)調(diào)度（EDC）分配當(dāng)ACE信息不為零時(shí)，ACE功率按分配

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化71

電力系統(tǒng)自動(dòng)化N滿足：地區(qū)間規(guī)定的凈交換功率PA+PB+PC保持本系統(tǒng)的頻率為額定值72

電力系統(tǒng)自動(dòng)化AGC(AutomaticGenerationControl)目的是使電力系統(tǒng)的出力與負(fù)荷相適應(yīng)，保持頻率額定和通過聯(lián)絡(luò)線的交換功率等于計(jì)劃值，并盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)組（電廠）間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。73

電力系統(tǒng)自動(dòng)化AGC的基本目標(biāo)1.使全系統(tǒng)的出力與負(fù)荷相匹配2.將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到0，保持系統(tǒng)頻率為額定值3.控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率的平衡4.在區(qū)域各個(gè)電廠間進(jìn)行負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配第二、三個(gè)目標(biāo)也稱為LFC（LoadFrequencyControl負(fù)載頻率控制）74

電力系統(tǒng)自動(dòng)化AGC的一般過程跟蹤控制調(diào)節(jié)控制機(jī)組控制發(fā)電計(jì)劃調(diào)速器氣輪機(jī)負(fù)荷預(yù)測機(jī)組組合水電計(jì)劃交換計(jì)劃電力系統(tǒng)發(fā)電計(jì)劃區(qū)域控制誤差機(jī)組分組dfPG75

電力系統(tǒng)自動(dòng)化AGC對機(jī)組功率的分配AGC對機(jī)組功率的分配包括兩個(gè)部分：按經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則分配計(jì)劃負(fù)荷和計(jì)劃外負(fù)荷，送出基點(diǎn)功率值；將消除誤差式區(qū)域控制誤差所需要的調(diào)節(jié)功率PR分配給機(jī)組76

電力系統(tǒng)自動(dòng)化AGC與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系機(jī)組組合發(fā)電計(jì)劃水電計(jì)劃負(fù)荷預(yù)測AGC交換計(jì)劃安全約束調(diào)度狀態(tài)估計(jì)最優(yōu)潮流計(jì)劃限制潮流網(wǎng)損修正77

電力系統(tǒng)自動(dòng)化3.4電力系統(tǒng)低頻減載78

電力系統(tǒng)自動(dòng)化a)事故情況下，系統(tǒng)可能產(chǎn)生嚴(yán)重的有功缺額，因而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率大幅度下降。b)所缺功率已經(jīng)大大超過系統(tǒng)熱備用容量，只能在系統(tǒng)頻率降到某值以下，采取切除相應(yīng)用戶的辦法來減少系統(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)。c)這種辦法稱為按頻率自動(dòng)減負(fù)荷。中文簡拼為“ZPJH”，英文為UFLS（UnderFrequencyLoadShedding）。一、概述79

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（1）系統(tǒng)頻率降低使廠用機(jī)械的出力大為下降，有時(shí)可能形成惡性循環(huán)，直至頻率雪崩。（2）系統(tǒng)頻率降低使勵(lì)磁機(jī)等的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，當(dāng)勵(lì)磁電流一定時(shí)，發(fā)送的無功功率會(huì)隨著頻率的降低而減少，可能造成系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞。二、系統(tǒng)頻率的事故限額80

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（3）電力系統(tǒng)頻率變化對用戶的不利影響：頻率變化將引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率降低。（4）汽輪機(jī)對頻率的限制。（5）頻率升高對大機(jī)組的影響。（6）頻率對核能電廠的影響。二、系統(tǒng)頻率的事故限額81

電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)頻率變化不是瞬間完成的，而是按指數(shù)規(guī)律變化，其表示式為式中-由功率缺額引起的另一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行頻率

-系統(tǒng)頻率變化的時(shí)間常數(shù)，它與系統(tǒng)等值機(jī)組慣性常數(shù)以及負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL

?有關(guān)，一般在（4～10）間。大系統(tǒng)Tf較大，小系統(tǒng)Tf較小。

三、系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)特性82

電力系統(tǒng)自動(dòng)化按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置“ZPJH”四、自動(dòng)低頻減載的工作原理83

電力系統(tǒng)自動(dòng)化“輪”：計(jì)算點(diǎn)f1、f2,…fn點(diǎn)1：系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額點(diǎn)2：頻率下降到f1，第一輪繼電器起動(dòng)，經(jīng)一定時(shí)間Δt1點(diǎn)3：斷開一部分用戶，這就是第一次對功率缺額進(jìn)行的計(jì)算。點(diǎn)3-4：如果功率缺額比較大，第一次計(jì)算不能求到系統(tǒng)有功功率缺額的數(shù)值，那么頻率還會(huì)繼續(xù)下降，很顯然由于切除了一部分負(fù)荷，功率缺額已經(jīng)減小，所有頻率將按3-4的曲線而不是3-3'曲線繼續(xù)下降。84

電力系統(tǒng)自動(dòng)化點(diǎn)4：當(dāng)頻率下降到f2時(shí)，ZPJH的第二輪頻率繼電器啟動(dòng)，經(jīng)一定時(shí)間Δt2后點(diǎn)5：又?jǐn)嚅_了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。點(diǎn)5-6：系統(tǒng)有功功率缺額得到補(bǔ)償。頻率開始沿5～6曲線回升，最后穩(wěn)定在f∞(2)。逐次逼近：進(jìn)行一次次的計(jì)算，直到找到系統(tǒng)功率缺額的數(shù)值（同時(shí)也斷開了相應(yīng)的用戶）。即系統(tǒng)頻率重新穩(wěn)定下來或出現(xiàn)回升時(shí)，這個(gè)過程才會(huì)結(jié)束。

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化1）保證在系統(tǒng)發(fā)生最大可能的功率缺額時(shí)，也能斷開相應(yīng)的用戶，避免系統(tǒng)的瓦解，使頻率趨于穩(wěn)定。2）對系統(tǒng)中可能發(fā)生的最大功率缺額應(yīng)作具體分析：有的按系統(tǒng)中斷開最大容量的機(jī)組來考慮；有的要按斷開發(fā)電廠高壓母線來考慮等。3）系統(tǒng)功率最大缺額確定以后，就可以考慮接于減負(fù)荷裝置上的負(fù)荷的總數(shù)。要求恢復(fù)頻率fhf可以低于額定頻率。4）考慮到負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，接于減負(fù)荷裝置上的負(fù)荷總功率PJH可以比最大功率缺額Pqe小些。五、最大功率缺額的確定86

電力系統(tǒng)自動(dòng)化根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)公式

可以得到或式中——恢復(fù)頻率偏差的相對值，

——減負(fù)荷前系統(tǒng)用戶的總功率。

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化例：3-3某系統(tǒng)的用戶總功率為Pfhe=2800MW，系統(tǒng)最大的功率缺額Pqe=900MW，負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL?=2，自動(dòng)減負(fù)荷動(dòng)作后，希望恢復(fù)頻率值fhf=48Hz，求接入減負(fù)荷裝置的負(fù)荷總功率PJH。

解：減負(fù)荷動(dòng)作后，殘留的頻率偏差相對值由式（3-47）得

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化89

電力系統(tǒng)自動(dòng)化1）第一級動(dòng)作頻率一般的一級啟動(dòng)頻率整定在49Hz。2）最后一輪的動(dòng)作頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置最后一輪的動(dòng)作頻率最好不低于46～46.5Hz3）前后兩級動(dòng)作的頻率間隔前后兩級動(dòng)作的時(shí)間間隔是受頻率測量元件的動(dòng)作誤差和開關(guān)固有跳閘時(shí)間限制的。六、各輪動(dòng)作功率的選擇90

電力系統(tǒng)自動(dòng)化1)系統(tǒng)頻率的最后穩(wěn)定值在最大恢復(fù)頻率fhfmaxi與最小恢復(fù)頻率fhfmini之間2)（fhfmaxi－fhfmini）是正比于ZPJH第i次的計(jì)算誤差的3)當(dāng)ZPJH動(dòng)作后，可能出現(xiàn)的最大誤差為最小時(shí)，ZPJH就