第三章電力系統有功功率（頻率）控制以及按頻率自動減負荷裝置（ZPJH）

第一節有功（頻率）控制的必要性f<49.5~49HZ:汽輪機葉片受損f<48~47HZ:廠用機械出力下降，惡性循環導致f崩潰f<46~45HZ:勵磁電壓崩潰一、電力系統頻率下降的危害第一節有功（頻率）控制的必要性二、電力系統頻率波動的原因正常：有功平衡：負荷增加：則有第一節有功（頻率）控制的必要性三、避免頻率波動的措施（按順序采取措施）1、增加機組出力2、增投備用機組3、按頻率減負荷第二節同步發電機組的調整系統及其功頻特性調頻邏輯圖A點：測速點，反映速度（頻率）的變化，上升下降。D點：定值給定，給定速度定值或功率定值，調速或調功；上升下降。C點：效果點。反映調節后開度大小，上大下小。B點：中間點。傳遞A點或C點作用。E點：中間點。反映D點、B點的作用。F點：平衡點。控制輸出執行,最后要恢復才能結束調整過程。第二節同步發電機組的調整系統及其功頻特性功率----頻率特性（一次調頻，有差調頻）調頻過程：頻率的調整是沿著滿足調頻方程式的方向進行。

第二節同步發電機組的調整系統及其功頻特性有功調差系數：標幺值：利用調頻器調給定頻率值，則為二次調頻也為無差調頻

1.概念介紹發電機的調差系數：單位調節功率的倒數。發電機的單位調節功率與調差系數的關系：一般來說發電機的單位調節功率是可以整定的：汽輪發電機組=3~5或=33.3~20水輪發電機組=2~4或=50~25第三節電網的負荷曲線及調整方法一、負荷曲線1、計劃內負荷：基本負荷與峰荷2、計劃外負荷:

長時負荷：5~10分鐘短時負荷：3~5分鐘瞬時負荷：1~5秒第三節電網的負荷曲線及調整方法二、調頻方法主導發電機法1）調頻方程式：式中ΔPci—第i調頻發電機的有功增量

Ki

—功率分配系數

第三節電網的負荷曲線及調整方法）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。

第三節電網的負荷曲線及調整方法特點：1、能做到無差調頻趨于02、能確定各機組的分配功率3、主導發電機（1#）退出，整個調頻系統癱瘓4、動作有先后，調節時間長，調節容量有限第三節電網的負荷曲線及調整方法積分調節法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-調頻功率比例系數第三節電網的負荷曲線及調整方法方程組其調頻如下

第三節電網的負荷曲線及調整方法各機組的∫Δfdt

也可以認為是相等的，系統的調頻方程式為式中第三節電網的負荷曲線及調整方法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。

第三節電網的負荷曲線及調整方法特點：

1、調節容量不限

2、積分環節動作速度慢第三節電網的負荷曲線及調整方法復合調節法

第四節電力系統負荷頻率的靜態特性負荷有功功率與系統頻率的關系a)與f無關的負荷：照明、電弧爐、電阻爐、整流負荷等；b)與f成正比的負荷：切削機床、球磨機、往復式水泵、壓縮機、卷揚機等；c)與成正比的負荷：變壓器的渦流損耗（在系統中比重很小）；d)與成正比的負荷：通風機、循環水泵（小阻力靜水頭）；e)與成正比的負荷：給水泵（大阻力靜水頭）。負荷功率—頻率特性：第四節電力系統負荷頻率的靜態特性負荷的功率—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

第四節電力系統負荷頻率的靜態特性將上式除以

，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。

第四節電力系統負荷頻率的靜態特性第四節電力系統負荷頻率的靜態特性說明：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，也隨季度及晝夜交替導致負荷組成的改變而變化。

第五節電力系統的動態特性f~t對于電網中有發電機組的任一節點i，其運動方程為

其中：：節點i機組的轉動慣量：i點機組轉子的旋轉角速度：i點機組原動機出力

：i點機組負荷功率第五節電力系統的動態特性f~t對幾個節點有：

:電網所有出力之和：電網的負荷總功率

第五節電力系統的動態特性f~t若電網中所有機組仍保持同步運行，則將電網看成一臺等值機，有標幺值的形式為令電網等效慣性時間常數

則有：第五節電力系統的動態特性f~t上式可解其中則有第六節ZPJH動作的基本原則一、最大功率缺額（）的確定及ZPJH斷開的負荷總功率（）包含損失容量最大的機組或電廠和電網間最大的容量聯絡線跳開可解得第六節ZPJH動作的基本原則二、分級切負荷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46～46.5Hz3）前后兩級動作的頻率間隔前后兩級動作的時間間隔是受頻率測量元件的動作誤差和開關固有跳閘時間限制的。第六節ZPJH動作的基本原則三、級差的確定其中：頻