1、第三章電力系統頻率及有第三章電力系統頻率及有功功率的自動調節功功率的自動調節 一、電力系統的頻率特性一、電力系統的頻率特性二、調頻與調頻方程式二、調頻與調頻方程式三、電力系統的經濟調度與自動調頻三、電力系統的經濟調度與自動調頻四、電力系統低頻減載四、電力系統低頻減載目的要求：目的要求： 了解電力系統調頻的實質和重要性；了解負荷的靜態頻率特性及負荷調節效應；了解調速器的工作原理及其靜態調節特性、配有調速器的發電機組的功率頻率特性.重點：重點： 負荷的靜態頻率特性及負荷調節效應難點：難點： 電力系統的功率-頻率特性分析 第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 一、概述 1)并列運行的每

2、一臺發電機組的轉速與系統頻率的關系為：式中 P發電機組轉子極對數 n 發電機組的轉數（r/min） f電力系統頻率（Hz） 顯然，電力系統的頻率控制實際上就是調節發電機組的轉速。 60pnf第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 2) 電力系統頻率一致。3)任一時刻，發供平衡。4)負荷增加時，系統出現了功率缺額，機組的轉速下降，整個系統的頻率降低。5) 調頻與有功功率調節是不可分開的。6)調頻是一個要有整個系統來統籌調度與協調的問題，不允許任何電廠有一點“各自為政”的趨向。7)調頻與運行費用的關系也十分密切。8)力求使系統負荷在發電機組之間實現經濟分配。第一節第一節 電力系統的頻率

3、特性電力系統的頻率特性 9）負荷的變動情況可以分成幾種不同的分量：一是變化周期一般小于10s的隨機分量；二是變化周期在10s3min之間的脈動分量；三是變化周期在3min以上的持續分量，負荷預測預報這一部分。10）第一種負荷變化引起的頻率偏移，利用調速器來調整原動機的輸入功率，這稱為頻率的一次調整。11）第二種負荷變化引起的頻率偏移較大，必須由調頻器參與控制和調整，這稱為頻率的二次調整。12）第三種負荷變化，調度部門的計劃內負荷，這稱為頻率的三次調整。第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 二、電力系統負荷的調節效應1）當系統頻率

4、變化時，整個系統的有功負荷也要隨著改變，即 這種有功負荷隨頻率而改變的特性叫做負荷的功率頻率特性，是負荷的靜態頻率特性，也稱作負荷的調節效應。)( fFPL2）電力系統中各種有功負荷與頻率的關系負荷的功率頻率特性一般可表示為 式中 額定頻率 系統頻率為f時，整個系統的有功負荷 系統頻率為額定值 時，整個系統的有功負荷 為上述各類負荷占 的比例系數 nNLNnNLNNLNLNLffPaffPaffPaPaP)()()(2210 NfLPLNPNfnaaa,.1,0LNP第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 將上式除以PLN，則得標么值形式，即 通常與頻率變化三次方以上成正比的負荷很

5、少，如忽略其影響，并將上式對頻率微分，得 稱為負荷的調節效應系數。 *2*3*21*32LLKfafaadfdP*LKNLNLLffPPfPfPK/%*第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 說明： 1）負荷的頻率效應起到減輕系統能量不平衡的作用。2）稱 為負荷的頻率調節效應系數。 3）電力系統允許頻率變化的范圍很小，為此負荷功率與頻率的關系曲線可近似地視為具有不變斜率的直線。這斜率即為 。 4） 表明系統頻率變化1%時，負荷功率變化的百分數。 5）對于不同的電力系統， 值也不相同。一般 =1-3。即使是同一系統的 ，也隨季度及晝

6、夜交替導致負荷組成的改變而變化。 *LK*LK*LK*LK*LK*LK第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 例3-1 某電力系統中，與頻率無關的負荷占30，與頻率一次方成比例的負荷占40，與頻率二次方成比例的負荷占10，與頻率三次方成比例的負荷占20。求系統頻率由50Hz下降到47Hz時，負荷功率變化的百分數及其相應的值。第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 解 由（3-3）式可求出當頻率下降到47Hz時系統的負荷為 則 于是 nnLNLfafPafaaP*2*2*10* 3294.02.094.01.094.04.03.093.0166.0088.0376.03.

7、07100)93.01(%LP17.167%*fPKLL第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 例3-2 3-2 某電力系統總有功負荷為3200MW（包括電網的有功損耗），系統的頻率為50Hz，若 ，求負荷頻率調節效應系數KL值。解 ：若系統KL*值不變，負荷增長到3650MW時，則即頻率降低1Hz，系統負荷減少l09.5MW，由此可知，KL的數值與系統的負荷大小有關。 5.1*LK)/(965032005.1*HzMWfpKKeleLL)/(5.1095036505.1*HzMWfpKKeleLL第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 三、發電機組的功率頻率特性a)a

8、)發電機組轉速的調整是由原動機的調速系統來實現的。b)b)通常把由于頻率變化而引起發電機組輸出功率變化的關系稱為發電機組的功率頻率特性或調節特性。c)c)發電機組的功率頻率特性取決于調速系統的特性。第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 (一) 機械式調速器簡介1）兩個重錘開度減小A降至AC點尚未移動B點降至B點D點代表有伺服馬達控制的轉速整定元件，它不會因轉速而變動E、F下降至E、F?；钊嵘?，汽門提升，進汽量增加轉速就會回升。 第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 2）轉速上升時重錘開度增加A、B、E、F各點也隨之不斷改變；這個過程要到C點升到某一位置時，比如C，

9、即汽門開大到某一位置時，機組的轉速通過重錘的開度使杠桿DEF重新回復到使的活門完全關閉的位置時才會結束，這時B點就回到原來的位置。 3）由于C上升了，所以A必定低于A。這說明調速過程結束時，出力增加，轉速稍有降低。 4）調速器是一種有差調節器。 5）通過伺服馬達改變D點的位置，就可以達到將調速器特性上下平移的目的。 第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 （二）發電機的調差系數 同步發電機的頻率調差系數R 負號表示發電機輸出功率的變化和頻率的變化符號相反。 調差系數R的標幺值表示為 上式又稱為發電機組的靜態調節方程。 GPfR*/GGeGeePfPPffR0*GPRf第一節第一節

10、電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 在計算功率與頻率的關系時，常常采用調差系數的倒數， KG*發電機的功率-頻率特性系數，或原動機的單位調節功率。 一般發電機的調差系數或單位調節功率，可采用下列數值： 對汽輪發電機組 R*=(4-6)%或KG* =16.6-25 ； 對水輪發電機組 R*=(2-4)%或KG* =25-50 ； *1fPRKGG第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 （三）調差特性與機組間有功功率分配的關系 曲線代表1號發電機組的調節特性。 曲線代表2號發電機組的調節特性。 系統頻率為fe： 線段CB的長度所示系統總負荷PL。 1號機承擔的負荷為P1，2號機承擔的

11、負荷為P2，于是有 P1+P2=PL第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 系統頻率穩定在f1： 1號機組的負荷增加了P1 2號機組的負荷增加了P2 兩臺機組增量之和等于PL 可得 此式表明： 在發電機組間的功率分配與機組的調差系數成反比。 *1*2*2*1RRPP第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 （四）調節特性的失靈區 由于測量元件的不靈敏性，對微小的轉速變化不能反應，調速器具有一定的失靈區，因而調節特性實際上是一條具有一定寬度的帶子。不靈敏區的寬度可以用失靈度來描述，即 式中 fW調速器的最大頻率呆滯 有失靈區產生的分配功率上的誤差為（用標幺值表示）：ewff

12、RPw第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 1）PW*與失靈度成正比，而與調差系數R*成反比。過小的調差系數將會引起較大的功率分配誤差，所以R*不能太小。2）如果不靈敏區太小或完全沒有，那么當系統頻率發生微小波動時，調速器也要調節，這樣會使閥門的調節過分頻繁。 第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 四、電力系統的頻率特性 發電機組的功率-頻率特性與負荷的功率-頻率特性曲線的交點就是電力系統頻率的穩定運行點。第一節第一節 電力系統的頻率特性電力系統的頻率特性 a點：fe，PL b點：負荷增加PL，負荷靜態頻率特性變為PL1，無調速器，頻率穩定值下降到f3，取用功率仍然

13、為原來的PL值 c點：調速器一次調節，增加機組的輸入功率PT。頻率穩定在f2 d點：調頻器二次調節，增加機組的輸入功率PT。頻率穩定在fe 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 一、有差調頻法 1)調頻方程式： 有差調頻法指用有差調頻器進行并聯運行，達到系統調頻的目的的方法。有差調頻器的穩態工作特性可以用下式表示，即 f+RPc=0式中f 、Pc調頻過程結束時系統頻率的增量與調頻機組有功功率的增量 R 有差調頻器的調差系數 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式2）調頻過程： 調頻器的調整是向著 滿足調頻方程式的方 向進行的。 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式

14、3）機組間有功功率的分配： 當系統中有 n 臺機組參加調頻 式中 f系統的頻率增量 Ri第i臺機組的調差特性 PCi第i臺機組的有功功率增量（調頻功率) 0002211CnnCCPRfPRfPRf第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 設系統的負荷增量（即計劃外的負荷）為PL，則調節過程結束時，必有 上式也可以寫為其中 是系統的等值調節系數 則每臺調頻機組所承擔的計劃外負荷為xncnccLRfRRRfPPPP)1.11(.21210cxPRfnxRRRR1.11121).3 ,2, 1(niPRRPLixCi第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 4 4）優缺點： 1 1、各機

15、組同時參加調頻，沒有先后之分 2 2、計劃外負荷在調頻機組間是按一定的比例分配的 3 3、頻率穩定值的偏差較大 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 二、主導發電機法 1）調頻方程式： 式中 Pci第i調頻發電機的有功增量 Ki 功率分配系數 )()2()1(011112nPKPPKPfnnCnCC發電機發電機，主導發電機發電機第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 2）調頻過程： 設系統負荷有了新的增量P ，主導發電機調頻器的調節方程的原有平衡狀態被首先打破，無差調頻器向著滿足其調節方程的方向對機組的有功出力進行調整，隨之出現了新的P1值，于是其余n1個調頻機組的功率分配。

16、方程式的原有平衡狀態跟著均被打破，它們都會向著滿足其功率分方程的方向對各自機組的有功出力進行調節，即出現了“成組調頻” 的狀態。調頻過程一直要到PC1不再出現新值才告結束。 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 3）機組間有功功率的分配： 調頻結束時必有 而各調頻機組分擔的頻率為 式中上式說明各調頻機組間的出力也是按照一定的比例分配的。 0).1 (1111fPKKPPcnnicifhefhexifhenciPKKPKKKP111.111.1nxKKK第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 4 4）優缺點： 1 1、各調頻機組間的出力也是按照一定的比例分配的。 2 2、在無差

17、調頻器為主導調頻器的主要缺點是各機組在調頻過程中的作用有先有后，缺乏“同時性”。 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式三、積差調頻法（同步時間法） 1）調頻方程式： 積差調頻法（或稱同步時間法）是根據系統頻率偏差的累積值進行工作的。單機積差調節的調頻方程式為： 式中 K-調頻功率比例系數0cPKfdt第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 2）調頻過程： 在t=0時：f = fe 、fdt=0、Pc = 0 ，上式是得到滿足的。 在 t1-tA時：負荷增大，頻率下降，出現了f 0 ，fdt 向正方向積累，使其負值減小平衡被破壞，調節器動作，減小功率的設定值Pc直到頻率恢復到f

18、e，調節過程結束，這時有f =0，fdt=B=常數，發電機的出力為CACBcPKBPP 由此可見，積差調節法的特點是調節過程只能在f=0時結束， ，此常數與計劃外負荷成正比。常數cPKfdt第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 3）機組間有功功率的分配： 多臺機組用積差法實現調頻時，可采用集中制、分散制兩種方式 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 其調頻方程組如下 0.002211cnnccPKfdtPKfdtPKfdt第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 各機組的fdt 也可以認為是相等的，系統的調頻方程式為式中 )(1)1(11111niixniiniini

19、niiiPKKPfdtKfdtPniixKK1/1/1第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 每臺調頻機組分擔的計劃外負荷為 按積差調頻法實現調頻時，各機組的出力也是 按照一定比例自動進行分配的。 )(1niiixiPKKP4 4）優缺點： 1. 1. 頻率積差調節法的優點是能使系統頻率維持額 定。 2. 2. 計劃外的負荷能在所有參加調頻的機組間按一定 的比例進 行分配。 3. 3. 缺點是頻率積差信號滯后于頻率瞬時值的變化， 因此調節 過程緩慢。 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 四、改進積差調頻法 1）調頻方程式： 在頻率積差調節的基礎上增加頻率瞬時偏差的信息 式中

20、 Pci第i機組承擔的功率調節量 Ri 第i臺機組的調差系數 第i臺機組的調節功率的分配系數， K功率頻率換算系數 ),.,2, 1(0)(nifdtKPRficiii11ni第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 2）調頻過程： 當系統頻率變化時，按f啟動的調速器會比按積差工作的調頻器先進行大幅度的調整.當頻差累積到一定值時，調頻器會取代調速器的工作特性，使頻率穩定在fe. 調速器的作用為一次調頻，積差調頻為二次調頻. 3）機組間有功功率的分配： Kfdt代表了系統計劃外負荷的數值（K是一個轉換常數），在調頻結束時，計劃外負荷是按一定比例在調頻機組間進行分配的。 第二節第二節 調頻與

21、調頻方程式調頻與調頻方程式 4 4）優缺點： 1、集中制調頻的主要優點是各機組的功率分配是有比例的，也即式中的 i，i是按照經濟分配的原則給出的。 2、所示分散機制調頻的主要缺點是各調頻 裝置的誤差會帶來系統內無休止的無謂的功率交換。 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 五、分區調頻法 （一）、分區控制誤差 ACE ACE 聯絡線功率應維持為計劃功率 A區負荷不變時，B區負荷增長，f 0f 和PAB的符號相同，本區有負荷變動 f 和PAB的符號不同，它區有負荷變動 找到KA使KAf +PAB=0 分區控制誤差（area control error）ACE= Kif +Ptie AC

22、E=0表明本區無負荷變動，無須調頻 第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 （二）、分區調頻方程式 1）調頻方程式： ACE 積差調頻方程式為： 式中 系統頻率的偏差,即 i區聯絡線功率和的實際值 i區聯絡線功率和的計劃值 i區調頻機組的出力增量 0)(istieatieiPdtPPfKif0)(iPdtACEaitiepsitiepipeiifff第二節第二節 調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 2）頻率恢復到額定值： 在調頻過程結束時，必有分區控制誤差 ACE 為零 系統分區調頻方程組為 0itieiPfKACE0)(0)(BBtieBBAAAAPdtPfKPdtPfK第二節第二節

23、調頻與調頻方程式調頻與調頻方程式 分區調頻結束時，各區的控制誤差 ACE 都等于零，任何調頻機 組都不再出現新的功率增量，即有 由于 ，如果各區調頻中心都沒有裝置誤差，即 系統頻率必維持在額定值 f e ，并有P tie.I=0 。 0)(0)(sBtieaBtieBBBsAtieaAtieAAAPPfKACEPPfKACE0.121nisitieeeneePffff0aBtieaAtiePP一、等微增率分配負荷的基本概念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，就是運行的發電機組按微增率相等的原則來分配負荷，這樣就可使系統總的燃料消耗（或費用）為最小。 第三節第三節 電力

24、系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 對應于某一輸出功率時的微增率就是耗量特性曲線上對應于該功率點切線的斜率，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。PFbFP第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 設有n臺機組，每臺機組承擔的負荷為P1，P2，,Pn，對應的燃料消耗為F1，F2，Fn，則總的燃料消耗為 而總負荷功率PL為 niiFF1niiLPP1第三節第三節

25、電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 用拉格朗日乘子法則來求解取拉格朗日方程式中 -總燃料消耗； -拉格朗日乘子； -約束函數。這里功率平衡就是相應的約束條件，即 FLF0.21LnPPPP0).(121LniinPPPPP第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 使總燃料消耗最小的條件是對上式對功率的偏導數為零。即 ),.,2,1(0niPPFPLiii第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 因PL是常數，同時各機組的輸出功率又是相互無關的，所以 iiiLniiiiiPFPFPFPPPPFPL或00010

26、1第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 設每臺機組都是獨立的，那么每臺機組燃料消耗只與本身的輸出功率有關。因此，上式可寫成 nniiPFPFPFPF.2211nbbb.21第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 因此，發電廠內并聯運行機組的經濟調度準則為：各機組運行時微增率b1,b2, ,bn相等，并等于全廠的微增率。 第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 二、發電廠之間負荷的經濟分配 設有n個發電廠，每個電廠承擔的負荷分別為P1，P2，Pn，相應的燃料消耗為F1，F2，Fn，則全系統總的

27、燃料消耗為 總的發電功率與總負荷PL及線損pe 相平衡，即niinFFFF111.eLniipPP 1第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 拉格朗日方程為：上式對功率的偏導數為零，得： 式中 -線損修正系數； -系統微增率； -電廠微增率。 )(11nieLiniiPPPFLiiiieiieiiLPFPPPFPPPFPL)1/(0)1(iLieiPpL11iiibPF第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 在考慮線損條件下，負荷經濟分配的準則是每個電廠的微增率與相應的線損修正系數的乘積相等。 為了求得各電廠的微增率bi，必須

28、計算出線損pe（一般事先根據運行工況而選定的線損系數求得），然后算出各電廠的線損微增率i，即 由上式得 )1(iiieibPpnnbbb1.112211第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 三、自動發電控制（AGC/EDC功能）（一） 概述電力系統中發電量的控制，一般分為三種情況由同步發電機的調速器實現的控制（一次調整10s）；由自動發電控制（簡稱AGC，即英文Automatic Generation Control的縮寫）（二次調整，10s-3min）；按照經濟調度（簡稱EDC，即英文Economic Dispatch Control）（三次調整，3min

29、）。第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 （2） 自動發電控制的基本原理 圖中Pzd為輸電線路功率的整定值，fzd為系統頻率整定值，P為輸電線路功率的實際值，f為系統頻率的實際值，Bf為頻率修正系數，用來根據電力系統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. 第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 G1、G2、G3為發電機組；ACE稱為區域控制誤差，用來根據系統頻率偏差以及輸電線路功率偏差來確定輸出控制信號；負荷分配器根據輸入的控制信號大小并且根據等微增率準則或其他原則來控制各臺發電機輸出功率的大小。第三

30、節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 自動發電控制系統具有四個基本任務和目標：使全系統的發電機輸出功率和總負荷功率相匹配；將電力系統的頻率偏差調整控制到零，保持系統頻率為額定值；控制區域間聯絡線的交換功率與計劃值相等，以實現各個區域內有功功率和負荷功率的平衡；在區域網內各發電廠之間進行負荷的經濟分配。自動發電控制系統包括兩大部分：（1）負荷分配器（2）發電機組控制器第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 各臺發電機組的設定調整功率按以下公式分配： 式中 -各臺發電機組的設定調整功率； -各臺發電機的基點經濟功率； -每臺發電機的

31、實際輸出功率； -每臺發電機的實際輸出功率； )(11nibiniGiibiCiPACEPPPciPbiPGiPi第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 經濟負荷分配（EDC）每隔五分鐘修改一次Pbi和i值，以適應經濟調度的要求。有時為了增大加到發電機組上的誤差信號信息，可以使用一個或者多個附加的負荷分配回路，如圖3-19所示。這樣的附加分配回路可以用一個分配系數i來表示，但它與按經濟調度調整負荷的“分配系數i”不同，它不受經濟調度的約束，所以稱為調整分配。 第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 第三節第三節 電力系統電力系

32、統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 自動發電控制（AGC）的分配方式為 或 當ACE=0，負荷按經濟調度（ EDC）分配當ACE=0，ACE功率按 分配 ACEPACEPPPinibiniGiibiCi)(11ACEPACEPPPiinibiniGiibiCi)()(11)(ii第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 第三節第三節 電力系統電力系統 的經濟調度與自動調頻的經濟調度與自動調頻 N滿足 地區間規定的凈交換功率PA+PB+PC 保持本系統的頻率為額定值 第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載一、概述a)事故情況下，系統可能產生嚴重的有

33、功缺額，因而導致系統頻率大幅度下降。b)所缺功率已經大大超過系統熱備用容量，只能在系統頻率降到某值以下，采取切除相應用戶的辦法來減少系統的有功缺額，使系統頻率保持在事故允許的限額之內。c)這種辦法稱為按頻率自動減負荷。中文簡拼為“ZPJH”，英文為UFLS（Under Frequency Load Shedding）。第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載二、系統頻率的事故限額（1）系統頻率降低使廠用機械的出力大為下降，有時可能形成惡性循環，直至頻率雪崩。（2）系統頻率降低使勵磁機等的轉速也相應降低，當勵磁電流一定時，發送的無功功率會隨著頻率的降低而減少，可能造成系統穩定的破壞。 第四節

34、電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載 （3）電力系統頻率變化對用戶的不利影響： 頻率變化將引起異步電動機轉速的變化。 系統頻率降低將使電動機的轉速和功率降低。（4）汽輪機對頻率的限制。（5）頻率升高對大機組的影響。（6）頻率對核能電廠的影響。第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載三、系統頻率的動態特性系統頻率變化不是瞬間完成的，而是按指數規律變化，其表示式為式中 -由功率缺額引起的另一個穩定運行頻率 -系統頻率變化的時間常數，它與系統等值機組慣性常數以及負荷調節效應系數KL有關，一般在（410）間。大系統Tf較大，小系統Tf較小。 fTteeffff)(ffT第四節電力系統低頻減載第四

35、節電力系統低頻減載四、自動低頻減載（按頻率自動減負荷裝置“ZPJH”）的工作原理第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載“輪” ：計算點f1、f2,fn 點1：系統發生了大量的有功功率缺額 點2：頻率下降到f1，第一輪繼電器起動，經一定時間t1 點3：斷開一部分用戶，這就是第一次對功率缺額進行的計算。點3-4：如果功率缺額比較大，第一次計算不能求到系統有功功率缺額的數值，那么頻率還會繼續下降，很顯然由于切除了一部分負荷，功率缺額已經減小，所有頻率將按3-4的曲線而不是3-3曲線繼續下降。 第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載點4：當頻率下降到f2時，ZPJH的第二輪頻率繼電器啟動，

36、經一定時間t2后 點5：又斷開了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。點5-6：系統有功功率缺額得到補償。頻率開始沿56曲線回升，最后穩定在f(2) 。 逐次逼近：進行一次次的計算，直到找到系統功率缺額的數值（同時也斷開了相應的用戶）。即系統頻率重新穩定下來或出現回升時，這個過程才會結束。 第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載五、最大功率缺額的確定 1）保證在系統發生最大可能的功率缺額時，也能斷開相應的用戶，避免系統的瓦解，使頻率趨于穩定。2）對系統中可能發生的最大功率缺額應作具體分析：有的按系統中斷開最大容量的機組來考慮；有的要按斷開發電廠高壓母線來考慮等。 3）系統功率最大缺額確定以后，就

37、可以考慮接于減負荷裝置上的負荷的總數。要求恢復頻率fhf可以低于額定頻率。 4）考慮到負荷調節效應，接于減負荷裝置上的負荷總功率PJH可以比最大功率缺額Pqe小些。 第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載根據負荷調節效應系數公式 可以得到或式中 恢復頻率偏差的相對值， 減負荷前系統用戶的總功率。 %/)(/)(*fPfPfffPPPKfhffhfNNfhNfhNfhfL*hfLehfeLJHxJHqefKfffKPPPP*1hfLhfxLqeJHfKfPKPP*hffxPNhfNhfffff*第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載例 3-3 3-3 某系統的用戶總功率為Pfhe=2800MW，系統最大的功率缺額Pqe=900MW，負荷調節效應系數KL=2，自動減負荷動作后，希望恢復頻率值fhf=48Hz，求接入減負荷裝置的負荷總功率PJH。 解 減負荷動作后，殘留的頻率偏差相對值 由式（3-47）得 MWPJH73404.0*212800*04.0*290004.0504850*hff第四節電力系統低頻減載第四節電力系統低頻減載六、各輪動作功率的選擇1）第一級動作頻率一般的一級啟動頻率整定在49Hz。2）最后一輪的動作頻率自動減負荷裝置最后一輪的動作頻率最好不低于4646.