衡量电能质量的指标有频率、电压和波形质量;其分别用频率偏移、电压偏移和波形畸变率表征。

衡量运行经济型指标为:比耗量和线损率。

传统电力系统一般有三种负荷,第一种特点是变化幅度小、周期短、具有很大偶然性P1;第二种特点是变动幅度大、周期长P2;第三种是由于生产、生活等引起的负荷变动P3,如图1所示

图1

根据三种不同的负荷有三种频率调整方法。其中第三种调整是责成发电厂按事先给定的负荷曲线进行发电,再次不做讨论。

一、要进行有功功率的平衡首先要进行有功功率的预计

进行有功功率和频率的调整其依据为有功功率日负荷曲线。编制日负荷曲线时,网络损耗和厂用电时重要指标,将这两项指标确定后才可以确定最终的系统总负荷。此为传统方法,现在预测方法可用统计学、神经网络等方法利用已知数据进行负荷预测。

二、有功功率电源和备用容量

有功功率电源指发电厂的发电机,但是系统中电源容量并不等于所有发电机额定容量之和,因为有的发电机不投入使用或者有的发电机不进行额定容量的发电。系统电源容量大于发电负荷的部分为备用容量,备用容量可分为多种类型,可查资料。

三、有功功率的最有分配

归结为数学方法即为

最优化的方法包括 拉格朗日乘数法、库恩-吐克尔乘数法、迭代法等,在现在的微电网规划、微电网电源容量配置问题中,一般用迭代法求解,迭代算法为启发式算法。

四、电力系统频率调整(重点)

当负荷功率突然增大时,表现在同步发电机上即为电磁功率大于机械功率,机械功率为原动机输出的功率,根据发电机的转子运动方程

Pt为机械功率,Pe为电磁功率,w为角速度

可以根据公式得到,电磁功率增大,角速度减小,而角速度和转速有关,转速又和频率有关,所以会影响发电机频率的变化,而发电机的频率就是电网的频率。

发电厂用发电机发电、大电网运输电、用户使用的发电机等设备额定频率都是工频50Hz。一旦频率发生改变,会影响设备正常运行甚至无法工作,所以必须要保证频率的稳定。

但是,电力系统中的负荷都是变化的,发电端不可能根据用电端负荷实时变化,肯定会造成频率改变,那么如何使频率更加稳定。

频率的一次调整:

如上图为频率一次调整图,Pl为负荷曲线,Pg为发电机输出曲线,两曲线交点即为运行点,由图可知,初始运行点为O点,当负荷增大detaPl,此时频率不变,Pl增大,负荷曲线为Pl’,此时发电机功率不能随负荷变动而变动,机组减速,频率下降;同时因调速器一次整定作用,发电机功率增大,负荷因自身调节作用减小,达到新的运行点O’。

频率的二次调整

进行频率一次调整后,系统运行在O’点,如不进行二次调整,系统频率会降低。二次调整为操作调频器增加发电机输出功率,使运行点达到O’’点,此时频率fo’’在允许的范围内,经过二次调整,显然系统电能得到了明显改善。

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