1、电力系统中有功功率和无功功率平衡,第2页,Contents,1.电力系统的有功功率平衡和频率调整2.电力系统的无功功率平衡和电压调整,有功功率,有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。,电力系统中有功功率的平衡和备用容量,1、有功功率负荷的变动及其调整,有功功率负荷变动曲线,有功功率负荷变动曲线,据此图，负荷可以分为三种：,第一种变动幅度很小，周期又很短,变动有很大的偶然性,第二种变动幅度很大，周期也较长,属于这一种的主要有电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷,第三种变动幅度最大，周期也最长，但这种负荷基本可以预计,这一种
2、是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动,电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的需求，即进行电力负荷预测，按照调度计划的周期，可分为日负荷预测，周负荷预测和年负荷预测。,负荷预测的精度直接影响经济调度的效益，提高预测的精度就可以降低备用容量，减少临时出力调整和避免计划外开停机组，以利于电网运行的经济性和安全性。,据此，,频率调整,一次调整：由发电机机组进行的对第一种负荷变动引起的频率偏移调整,二次调整：由发电机调频器进行的对第二种负荷变动引起的频率偏移调整,三次调整：按最优化准则分配第三有规律变动的负荷，即责成各发电厂按事先定的发电负荷曲线发电,前两种是事后的，第三种是事前的。 一次调频
3、是所有运行中的发电机组都可参加的，取决于发电机组是否已经满负荷发电。这类 发电厂称为负荷监视厂。 二次调频是由平衡节点来承担。,有功功率平衡和备用容量,系统的备用容量：系统电源容量大于发电负荷的部分，可分为热备用和冷备用或负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。,电力系统中有功功率的最优分配,有功功率电源的最优组合即指系统中发电设备或发电厂的合理组合，也就是所谓的机组合理开停。,有功功率负荷的最优分配即指系统的有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间的合理分配。最常用的是按等耗量微增率准则分配。,电力系统的频率调整,频率是电力系统运行的一个重要的质量指标，直接影响着负荷的正常运行
4、。负荷要求频率的偏差一般应控制在（0.2 0. 5）Hz的范围内。 要维持频率在正常的范围内，其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。,频率变化对发电厂和用户的影响,频率变化,电动机转速的变化,产品质量,电动机停转,频率变化的原因：由有功负荷变化引起的,我国的频率范围：500.2Hz 华东电网已达到： 500.1Hz,电力系统负荷的有功功率频率的静态特性,当电力系统处于稳态运行时，系统中的有功负荷随频率变化特性称为负荷的有功功率频率静态特性。,频率的一次调整,简述：由于负荷突增，发电机组功率不能及时变动而使机组减速，系统频率下降，同时，发电机组功率由于调速器的一次调整作用而增大，负荷功率
5、因其本身的调节效应而减少，经过一个衰减的振荡过程，达到新的平衡。,KS：称为系统的单位调节功率，单位Mw/Hz。表示原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下降或上升的多少。,频率的二次调整,1、当负荷变动幅度较大（0.5%1.5%），周期较长（几分钟），仅靠一次调频作用不能使频率的变化保持在允许范围内，这时需要调速系统中的调频器动作，以使发电机组的功频特性平行移动，从而改变发电机的有功功率以保持系统频率不变或在允许范围内。,B,电力系统中无功功率平衡和电压调整,在电力系统中，无功功率为电力网络及各种电力设备提供励磁。,无功功率的电源,发电机,高压输电线路,大型同步电动机,补偿装置,
6、无功功率对电压的影响：要求电源的无功出力在任何时候都同负荷的无功功率和网络无功损耗相等。,电力系统中的无功功率平衡,无功功率电源可能发出的无功功率应该大于或者只是等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。,据此，,同时，系统必须配置一定的无功备用容量,保证运行可靠性和适应无功负荷的增长,尽量避免通过电网元件大量的传送无功功率，应该分地区分电压级地进行无功功率平衡,一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡,Q为无功功率备用,Q0，无功功率可以平衡且有适量的备用,Q0，无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置,Q=0，无功功率
7、刚好平衡，但有小小干扰都将破坏系统平衡,电力系统中一般要求发电机按照额定功率因数运行，可按额定功率因数计算发电机所发出的无功功率。其他无功补偿装置按额定容量来计算其无功功率。,电力系统的电压调整,电力系统在各种运行方式下，维持各用电设备端电压不超过规定的允许范围，保证电力系统运行的安全可靠、电能质量和经济性。,由于电力系统结构复杂，对网络中各母线电压及用电设备的端电压进行监测是不可能的。常常在电力系统中选择一些代表性的点（母线）作为电压中枢点。只要中枢点电压质量满足要求，其他各点的电压质量基本满足要求。,一般选择下列母线作为中枢点,大型发电厂的高压母线（高压母线上有多回出线时） 枢纽变电站的二次母线 有大量地方性负荷的发电厂母线,调压方式,根据枢纽点所管辖的电力网中负荷分布的远近和变动程度，对枢纽点电压提出原则性要求，以确定一个大致的电压变动范围。,调整方式,逆调压：大型网络，线路较长，负荷变动较大,顺调压：小型网络，线路不长，负荷变动不大,常调压：中型网络，大小负荷波动差不多,调压措施,根据系统各节点的具体要求，在不同节点采用不同调压方法。,常见的四种调压方法,改变发动机端电压调节,改变变压器分接头调压,并联电容器或调相机调压,借串联电容器调压,谢谢！,
