1、一次调频
正常运行点:A点 (f
1 , P
1)。
当用电设备容量突然增加ΔP
L0,即P
L => P
L’时,由于调速器动作,工作点由A => B,频率偏移:Δf = f
2 - f
1 <0。
如果调速器不动作,或机组满载,则f
1 => f
3 。
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:
ΔP
L= K
LΔf (Δf<0 => ΔP
L<0)
所以负荷功率实际增加量仅为:
ΔP
L0+ΔP
L =ΔP
L0+K
LΔf
发电机功率实际增加量为:ΔP
G =P
2 P
1= - K
G Δf
功率平衡 => ΔP
G =ΔP
L0 +ΔP
L ,ΔP
L0= ΔP
G - ΔP
L = - (K
G +K
L)Δf , - ΔP
L0 / Δf = K
G +K
L= K
S => 系统的单位调节功率,MW/Hz
标幺值:
ΔP
L0 /Δf = K
G* P
GN/f
N +K
L* P
LN/f
N P
GN与P
LN之差为备用容量(热备用)。
如果机组满载,即备用容量为0,则P
L增加时,K
G =0。
[例1]某系统总负荷为50MW,运行在50Hz,K
L*=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:K
G* =100/σ% =100/2.5=40,
K
G = K
G* P
GN/f
N =40 × 100 /50=80 MW/Hz,
K
L = K
L* P
LN/f
N =2.5 × 50 /50=2.5 MW/Hz,
代入 - ΔP
L0 / Δf = K
G +K
L, 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:ΔP
G = - K
G 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:
ΛP
Gi = - K
GiΛf , 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:
- ΛP
L0 /Λf = K
GΣ+K
L
可见:
・K
GΣ>>K
Gi , 有利于调频;
・如果第j台机组满载,则P
L增加时, K
Gj =0。
[例2]某系统中有四台发电机组并列运行,向负荷P
L供电。已知各机组容量均为100MW,调差系数σ%=4;负荷K
L*=1.5。当P
L=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。
K
G* =100/σ% =100/4=25,
K
G = K
G* P
GN/f
N =25 × 100 /50=50 MW/Hz,
K
L = K
L* P
LN/f
N =1.5 × 320 /50=9.6 MW/Hz,
代入 - ΔP
L0 /Δf = 4K
G +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:
ΔP
G = - K
GΔf = -50 × (- 0.239)=11.95MW
各机组出力为:
P
G = 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,
- ΔP
L0 /Δf = 2K
G +K
L, 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:
ΔP
G = - K
GΔf = -50 × (- 0.456)=22.8MW
这两台机组各自的出力为:
P
G = 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:
ΔP
GΣ =3 ×(80 - 73.333)=20MW 而负荷增加50MW,于是有
ΔP
L1=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 - ΔP
L1 / Δf = K
L, 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