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1、North China Electric Power University第12讲 频率及有功自动调理3肖仕武Office:J5B309:80794899North China Electric Power University22024/9/20主要内容l一、调频方法l主导发电机法l同步时间法l结合自动调频方法l负荷分配/信息传送方式l二、结合电力系统调频l恒定频率控制FFCFlat Frequency Controll恒定交换功率控制FTCFlat Tie-line Controll频率联络线功率偏向控制TBCTie-line load frequency Bias Controll电力系
2、统的经济调度和自动调频North China Electric Power University32024/9/20第四节 电力系统自动调频现代代电力系力系统调频的主要的主要义务维持系持系统频率在率在给定程度，思索定程度，思索机机组负荷的荷的经济分配和分配和坚持持电钟的准确性的准确性带根本根本负荷荷发电厂厂经济性性较好好的高参数火的高参数火电厂、厂、热电厂、核厂、核电厂厂调峰厂峰厂经济性性较差的机差的机组调频厂厂承当方案承当方案负荷与荷与实践践负荷的差荷的差值部分部分在在电网容量网容量较大大时，由多个，由多个电厂共同完成厂共同完成调频义务North China Electric Power U
3、niversity42024/9/20一、调频方法控制控制调频器的信号有比例、器的信号有比例、积分、微分三种方式分、微分三种方式1、比例、比例调调理：按理：按频频率偏移的大小，控制率偏移的大小，控制调频调频器按比例地增、减器按比例地增、减机机组组功率。功率。这这种方法只能减小但不能消除系种方法只能减小但不能消除系统频统频率偏移。率偏移。2、积积分分调调理：按理：按频频率偏移率偏移对时间对时间的的积积分控制分控制调频调频器，器，这这种方法种方法可以可以实现实现无差无差调调理，但是在理，但是在负负荷荷变动变动的最初的最初阶阶段因控制信号不段因控制信号不大而延大而延缓缓了了调调理理过过程。程。3、微
4、分、微分调调理：按理：按频频率偏移率偏移对时间对时间的微分控制的微分控制调频调频器，在器，在负负荷荷变变动动的最初的最初阶阶段增减段增减调调理理较较快，但是随着快，但是随着频频率偏向率偏向趋趋于于稳稳定定时时，调调理量也就理量也就趋趋于零，在于零，在稳态时稳态时它不起作用。它不起作用。综合比例、合比例、积分、微分信号分、微分信号作作为调频器的控制信号器的控制信号改改动功率功率设定定值North China Electric Power University52024/9/201、主导发电机法1、在调频电厂中有一台主导机组上装设无差调理器，、在调频电厂中有一台主导机组上装设无差调理器，调理准那么
5、是：调理准那么是：2、在其他机组上装设有功功率调整器，使这些机组、在其他机组上装设有功功率调整器，使这些机组的功率随主导机组的功率按比例变化，协助主导发电的功率随主导机组的功率按比例变化，协助主导发电机调频任务，机调频任务，调理准那么是：调理准那么是：协助助调频机机组的的调理功率理功率主主导发电机的机的调理功率理功率比例系数比例系数North China Electric Power University62024/9/201、主导发电机法负荷变动负荷变动系系统频率改率改动主主导发电机机组调理系理系统动作作协助助调频机机组调整功率整功率系系统频率随之改率随之改动频率恢复频率恢复到额定值到额定值
6、调理理终了了否否是是存在的存在的问题调理理缓慢，慢，顺应于于中小中小电力系力系统North China Electric Power University72024/9/202、同步时间法思想(无静差调理)同步同步时间法法积差差调差就是按差就是按频率偏向的率偏向的积分分值来来进展展调理，由于理，由于频率偏向的率偏向的积分反映了在一定分反映了在一定时间段内同段内同步步时间对规范范时间的偏向。的偏向。调理方程理方程为：North China Electric Power University82024/9/202、同步时间法物了解释North China Electric Power Univer
7、sity92024/9/202、同步时间法系统描画拉普拉斯拉普拉斯变换North China Electric Power University102024/9/202、同步时间法特性一对其其进展分析，展分析，调查其极点其极点调查第第一一种种情情况况频率偏挪率偏挪动态过程具有阻程具有阻尼振尼振荡的方式的方式North China Electric Power University112024/9/202、同步时间法特性一调查第第二二种种情情况况频率偏挪率偏挪动态过程具有阻程具有阻尼的尼的临界振界振荡方式方式调查第第三三种种情情况况频率偏挪率偏挪动态过程具有非程具有非振振荡的衰减方式的衰减方式N
8、orth China Electric Power University122024/9/202、同步时间法动态呼应以上三种情况以上三种情况阐明，系明，系统控制控制调理理总是是稳定的。普通地不希望出定的。普通地不希望出现振振荡方式，方式，总是是调理系理系统使整个使整个调理理过程程处于非振于非振荡衰减的情况。衰减的情况。拉普拉斯拉普拉斯反反变换在在频率偏向率偏向变化化过程的初始程的初始阶段段积分控制来不及起作用。分控制来不及起作用。在在频率偏向率偏向变化化过程程经过一一段段时间后后实现了无差了无差调理理结论：积分方法分方法调理理缓慢，不能保慢，不能保证频率的瞬率的瞬时偏向在偏向在规定的范定的范围
9、内。内。North China Electric Power University132024/9/202、同步时间法改良积分方法分方法调理理缓慢，不能保慢，不能保证频率的瞬率的瞬时偏向在偏向在规定的范定的范围内。内。改良方法改良方法:将频率将频率f 的瞬时偏向的瞬时偏向 和频率偏向积分和频率偏向积分 相结合相结合,构成频率积差调理方法构成频率积差调理方法.调理理终了了时为零零比例系数比例系数机机组承当的功承当的功率率调理量理量机机组调理功率理功率分配系数分配系数功率功率频率率换算算系数系数North China Electric Power University142024/9/202、同步
10、时间法实现问题调理理终了了调理理过程程调理理终了后，方案外了后，方案外负荷按比例在荷按比例在调频机机组间分配。方分配。方案外案外负荷越大，那么荷越大，那么频率累率累积误差也越大差也越大对于以上于以上调整整过程，程，频率偏向的丈量就至关重要。率偏向的丈量就至关重要。对于一台机于一台机组，频率偏向的丈量率偏向的丈量误差可以差可以经过负反响来校正反响来校正对于多台机于多台机组参与参与调频时，采用分散自主方式，就要求，采用分散自主方式，就要求对频率率偏向的丈量尽能偏向的丈量尽能够一致，否那么就会出一致，否那么就会出现调理不一致的景象。理不一致的景象。North China Electric Power
11、 University152024/9/202、同步时间法实现方案对于多台机于多台机组参与参与调频时的的频率偏向率偏向问题的的处理方法理方法1、在每个、在每个调频调频机机组组上都装上都装设设一套高一套高稳稳定性的晶体振定性的晶体振荡荡的的规规范范频频率率发发生器，或者是生器，或者是GPS2、采用集中、采用集中调频调频的方法的方法采用一采用一套高精度套高精度频频率率发发生生器集中器集中产产生生积积差信差信号，确定各号，确定各调频调频机机组组的的调调理量，用理量，用远远动动通道送通道送给给各各调频调频机机组组。North China Electric Power University162024/
12、9/203、结合自动调频方法电力力系系统自自动调频的的义务1、维维持系持系统频统频率率为额为额定定值值2、经济经济功率分配功率分配3、系、系统统潮流分布符合潮流分布符合经济经济平安原那么平安原那么主主导发电机机组法法同步同步时间法法结合自合自动调频法法在在电网网调度的度的SCADA系系统的根底上，在的根底上，在调度中心的度中心的监控控计算机中配置算机中配置AGC自自动发电控制功能控制功能软件件实现方法方法North China Electric Power University172024/9/203、结合自动调频方法12AGC所完成的所完成的义务义务1、维维持系持系统频统频率率为额为额定定值
13、值2、控制地域、控制地域电电网网间联络线间联络线的的交交换换功率与方案功率与方案值值相等，使相等，使有功功率就地平衡。有功功率就地平衡。3、在平安运、在平安运转转的前提下，在的前提下，在所管所管辖辖的范的范围围内，机内，机组间负组间负荷荷实现经济实现经济分配。分配。使使发电机机负荷符合荷符合设定功率定功率根据遥根据遥测信息信息计算并算并发送送出出发电机机负荷荷设定定值North China Electric Power University182024/9/20结合自动调频方法负荷分配负荷分配是根据荷分配是根据测得的得的发电机功率与机功率与频率偏向信号，率偏向信号，按一定的关系将按一定的关系将
14、负荷分配荷分配给发电机机组。调理理终了了时频率偏向率偏向为零。零。分配分配给各机各机组的的负荷由分配荷由分配系数决系数决议。1North China Electric Power University192024/9/20结合自动调频方法信息传送方式信信息息传送送方方式式1、由、由远动远动通道直接通道直接发发给调频给调频机机组组2、利用、利用电电力系力系统计统计算机算机公用的广域网公用的广域网 光光纤纤网网 ，调调度中心度中心计计算机与算机与调频调频厂厂监监控控计计算机之算机之间经过计间经过计算算机网机网络络交交换换信息。信息。2North China Electric Power Unive
15、rsity202024/9/20二、结合电力系统调频结合合电力系力系统的的调频方法有三种方法有三种1、恒定、恒定频频率控制率控制FFC Flat Frequency Control 按照按照频频率偏向率偏向进进展展调调理，在理，在频频率偏向率偏向为为零零时调时调理理终终了。了。对联络线对联络线不加以控制不加以控制适用于适用于电电厂厂间联络严间联络严密的小型系密的小型系统统2、恒定交、恒定交换换功率控制功率控制FTC Flat Tie-line Control 按照控制按照控制调调频频机机组坚组坚持交持交换换功率恒定功率恒定进进展展调调理。理。对对系系统频统频率不加以控制率不加以控制只适用于两个
16、系只适用于两个系统间统间按照按照协议协议交交换换功率的情况。功率的情况。North China Electric Power University212024/9/20频率联络线功率偏向控制TBC3、频频率率联络线联络线功率偏向控制功率偏向控制TBC Tie-line load frequency Bias Control 既按照既按照频频率偏向又按照率偏向又按照联络线联络线交交换换功率功率进进展展调调理，理，维维持各地域持各地域电电力系力系统负统负荷荷动摇动摇的就地平衡。的就地平衡。适用于大型适用于大型电电力系力系统统或或结结合合电电力系力系统统 常用方法常用方法 定定义本区域本区域调理作用
17、信号理作用信号为区域控制区域控制误差差ACE控控制制功功率率调整结果在稳调整结果在稳态情况下满足态情况下满足North China Electric Power University222024/9/20TBC A big pictureTBC: 依依赖赖于本地的少量信息于本地的少量信息(频频率和率和联络线联络线)，获获得本地的得本地的负负荷缺荷缺额额。进进而而进进展展频频率率调调理理.有无其他方式有无其他方式获得本地得本地负荷缺荷缺额?调频中心中心: 供供应负荷缺荷缺额如何如何获得本地得本地负荷缺荷缺额?North China Electric Power University232024/
18、9/20频率联络线功率偏向控制(TBC有差)调查A系系统采用采用TBC，B系系统采采用有差用有差调理的情况理的情况思索稳态情况思索稳态情况A系系统统采用采用TBC，B系系统统采用有差采用有差调调理理North China Electric Power University242024/9/20频率联络线功率偏向控制(TBC有差)A系统采用系统采用TBC整个系整个系统频率和率和线路功率路功率变化只与化只与B系系统负荷增量有关。荷增量有关。A系系统实现统实现了有功功率的就地平衡。了有功功率的就地平衡。A、B系系统统中中B系系统统无无TBC，整个，整个结结合系合系统对统对B系系统负统负荷荷动摇动摇依
19、然如只需一次有差依然如只需一次有差调频调频似的。似的。North China Electric Power University252024/9/20第五节 电力系统的经济调度和自动调频在保在保证频率率质量和系量和系统平安运平安运转的前提下，如何使的前提下，如何使电力系力系统运运转具有良好的具有良好的经济性，性，这就是就是电力系力系统经济调度控制度控制EDCEconomic Dispatch Control的的义务。EDC被称被称为三次三次调频。设有设有n台机组，每台机组承当的负荷为台机组，每台机组承当的负荷为 ，对应的燃料耗费为对应的燃料耗费为 。如今要使如今要使发电机机组总的的输出在出在满
20、足足负荷的条件下，荷的条件下，总的燃料耗的燃料耗费为最小，采用的最小，采用的调理方法理方法为：North China Electric Power University262024/9/20发电厂间负荷经济分配设有设有n台机组，每台机组承当的负荷为台机组，每台机组承当的负荷为 ，对应的燃料耗费为对应的燃料耗费为 。发电厂厂间线路功率路功率损耗耗如今要使如今要使发电机机组总的的输出在出在满足足负荷的条件下，荷的条件下，总的燃料耗的燃料耗费为最小，采用的最小，采用的调理方法理方法为：线损修正系数修正系数线损微增率微增率B-matrix loss-formulaNorth China Electri
21、c Power University272024/9/20发电厂内机组功率控制厂站内厂站内远动安装安装RTU与机与机组功率控制器相互配合，完成功率控制器相互配合，完成AGC监控功能所需求的遥控功能所需求的遥测、遥信、遥、遥信、遥调等等实时信息的采集、信息的采集、发送和接送和接纳义务。调度所度所计算机算机执行行AGC功能功能发送送给调频厂指令有两种方式厂指令有两种方式1、直接下达、直接下达给给各各调频调频机机组组North China Electric Power University282024/9/20发电厂内机组功率控制2、下达全厂、下达全厂总调总调理量。理量。调频调频厂内机厂内机组间组间的的负负荷分配由荷分配由电电厂厂有功功率分配器有功功率分配器实实行机行机组间经济组间经济功率分配。功率分配。North China Electric Power University292024/9/20小结小结1、电力系统自动调频方法、电力系统自动调频方法2、主导发电机法、主导发电机法3、同步时间法、同步时间法4、结合自动调频、结合自动调频AGC5、结合电力系统的调频方式、结合电力系统的调频方式6、频率联络线功率偏向控制、频率联络线功率偏向控制7、等微增率准那么、等微增率准那么8、发电厂间负荷经济分配、发电厂间负荷经济分配9、发电厂内机组功率控制、发电厂内机组功率控制
