1、一次调频
正常运行点:A点 (f1 , P1)。 当用电设备容量突然增加ΔPL0,即PL => PL’时,由于调速器动作,工作点由A => B,频率偏移:Δf = f2 - f1 <0。 如果调速器不动作,或机组满载,则f1 => f3 。 当工作点由A => B,由于负荷的频率调节效应导致的功率变化量为: ΔPL= KLΔf (Δf<0 => ΔPL<0) 所以负荷功率实际增加量仅为: ΔPL0+ΔPL =ΔPL0+KLΔf 发电机功率实际增加量为:ΔPG =P2 – P1= - KG Δf 功率平衡 => ΔPG =ΔPL0 +ΔPL ,ΔPL0= ΔPG - ΔPL = - (KG +KL)Δf , - ΔPL0 / Δf = KG +KL= KS => 系统的单位调节功率,MW/Hz 标幺值: ΔPL0 /Δf = KG* PGN/fN +KL* PLN/fN PGN与PLN之差为备用容量(热备用)。 如果机组满载,即备用容量为0,则PL增加时,KG =0。 [例1]某系统总负荷为50MW,运行在50Hz,KL*=2.5,系统发电机总容量为100MW,调差系数σ%=2.5。当用电设备容量增加5MW时,系统的频率变为多少?实际负荷增量是多少? 解:KG* =100/σ% =100/2.5=40, KG = KG* PGN/fN =40 × 100 /50=80 MW/Hz, KL = KL* PLN/fN =2.5 × 50 /50=2.5 MW/Hz, 代入 - ΔPL0 / Δf = KG +KL, 得: Λf = - 5 / (80 + 2.5) = - 0.0606 Hz,系统的频率变为:50 - 0.0606 =49.9394Hz 实际负荷增量是:ΔPG = - KG Δf = -80 × (- 0.0606)=4.8MW (如果系统发电机总容量为50MW?) n台机组并列运行时,如果系统频率变化,则各机组功率增量: ΛPGi = - KGiΛf , i=1,2,…,n。 n台机组输出功率的总增量为: n台机组的等值单位调节功率为: 这时,仍有: - ΛPL0 /Λf = KGΣ+KL 可见: ·KGΣ>>KGi , 有利于调频; ·如果第j台机组满载,则PL增加时, KGj =0。 [例2]某系统中有四台发电机组并列运行,向负荷PL供电。已知各机组容量均为100MW,调差系数σ%=4;负荷KL*=1.5。当PL=320MW时,运行在50Hz。当负荷容量增加50MW时,在下列情况下,系统的频率变为多少?机组出力各是多少? (1)机组平均分配负荷; (2)两台机组满载,另两台机组平均分配余下负荷; (3)一台机组满载,另三台机组平均分配余下负荷,但这三台机组因故最多只能各自承担80MW负荷。 解:(1)机组平均分配负荷,均为80MW,未满载。 KG* =100/σ% =100/4=25, KG = KG* PGN/fN =25 × 100 /50=50 MW/Hz, KL = KL* PLN/fN =1.5 × 320 /50=9.6 MW/Hz, 代入 - ΔPL0 /Δf = 4KG +KL, 得: Δf = - 50 / (4 ×50 + 9.6) = - 0.239 Hz, 系统的频率变为: 50 - 0.239 =49.761Hz 各机组实际功率增量是: ΔPG = - KGΔf = -50 × (- 0.239)=11.95MW 各机组出力为: PG = 80+11.95=91.95MW (2)两台机组满载,不再参加一次调频;另两台机组平均分配余下负荷,出力均为60MW,未满载。因此, - ΔPL0 /Δf = 2KG +KL, 得: Δf = - 50 / (2 ×50 + 9.6) = - 0.456 Hz, 系统的频率变为: 50 - 0.456 =49.544Hz 未满载的两台机组实际功率增量是: ΔPG = - KGΔf = -50 × (- 0.456)=22.8MW 这两台机组各自的出力为: PG = 60+22.8=82.8MW (3)一台机组满载,不再参加一次调频;另三台机组平均分配余下负荷,各自承担(320-100)/ 3 = 73.333MW,未满载,但这三台机组因故最多只能各自承担80MW负荷,所以三台机组的可调容量为: ΔPGΣ =3 ×(80 - 73.333)=20MW 而负荷增加50MW,于是有 ΔPL1=50 -20 =30MW的功率完全由负荷的频率调节效应承担,如图所示。 因此,由 - ΔPL1 / Δf = KL, 得: Δf = - 30 / 9.6 = - 3.125 Hz,系统的频率变为:50 – 3.125 =46.845Hz 最后,一台机组满载,其它机组均承担80MW的负荷。 本例总结
可见,参加一次调频的机组越多、机组可调整的容量越大,系统调频的效果越好。 2、二次调频 当用电设备容量突然增加ΔPL0,即PL => PL’时,调频器动作,使得机组功-频特性由PG => PG’,工作点由A => D,频率偏移:Δf ’ = f2’ - f1 <0 显然,|Δf ’| < |f2 - f1|= |Δf|。 负荷功率实际增加量为: ΔPL0+ ΔPL’ =ΔPL0+KLΔf ’。 发电机功率实际增加量ΔPG’为一、二次调频作用增发的功率之和,令ΔPG0为二次调频作用增发的功率(AE),则 ΔPG’ = ΔPG0+(- KGΔf ’) 于是,ΔPL0+KLΔf ’=ΔPG0 - KGΔf ’或:-(ΔPL0 - ΔPG0)/Δf ’ = KG +KL = KS 频率器动作合适,可以实现无差调节;而一次调频只能实现有差调节。 n台机组并列运行,且只有一台(如:第j台<主调频机组>)或若干台机组担负调频任务: - ( ΔPL0 - ΔPGj0)/ Δf ’ = KGΣ+KL —— n台机组的等值单位调节功率 ΔPGj0——为二次调频作用增发的功率 [例3]在例2(1)中(即:机组平均分配负荷),如果机组二次调频增发20MW功率,系统的频率变为多少? 解:由 -(ΔPL0 -ΔPGj0)/Δf ’ =KGΣ+KL,得: Δf ’ = -(50 – 20)/(4 × 50 + 9.6) =-0.143(Hz) 系统的频率变为:50 -0.143 =49.857 (Hz) 3、 互联系统的频率调节 主调频厂最好设置在负荷中心,以减少网络功率损耗。但互联系统会有几个负荷中心、几个分系统,在调频时还应注意联络线上交换功率的控制问题,即交换功率应小于允许值。 设系统A、B的负荷变化量分别为ΔPLA和ΔPLB;由二次调频得到的发电机功率增量分别为ΔPGA和ΔPGB;系统单位调节功率分别为KA和KB;联络线交换功率增量为ΔPab,且由A至B为正方向。 联络线交换功率增量为ΔPab: 如果A、B都进行二次调频,且满足条件: 则ΔPab =0。 如果一个系统(如B)不进行二次调频,即ΔPGB=0,则 当功率在互联系统中能够平衡时,即 ΔPLA +ΔPLB=ΔPGA 则有:ΔPab=ΔPLB,这时ΔPab最大。 |
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GMT+8, 2023-6-28 12:56