第十一章 电力系统有功功率分配与频率控制

电力生产技术概论

第十一章电力系统有功功率分配与频率控制

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第一节电力系统有功功率平衡与频率变化有功功率平衡，即电力系统内所有电源输出的有功功率必须与系统内所有的用电设备消耗的有功功率加上输配电网中所有元件损耗的有功功率相等。 有功功率平衡与频率的关系，有功功率平衡则频率恒定；当系统中出现有功功率不平衡时，例如有功功率电源不足或负荷增大时，将会引起系统频率下降；反之，将造成系统频率过高。

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额定频率，我国电力系统额定频率为 50Hz。 频率偏移，是指系统运行频率与系统额定频率之差。 允许的频率偏移范围，±0.2Hz

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第二节有功功率电源发电机是目前电力系统唯一的有功功率电源，发电机安装在发电厂内。 发电厂 –火力发电厂

–水力发电厂–核能发电厂

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火力发电厂(按燃料分):–燃煤火力发电厂

–燃油火力发电厂–燃气火力发电厂

火力发电厂(按蒸汽参数分):–低温低压(蒸汽温度450°C,压力35个大气压)–中温中压(500~520°C,100个大气压)–高温高压(550°C,180个大气压)–超临界机组(575°C,200个以上大气压)

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热力发电厂是既发电又供热的火力发电厂。

热力发电厂示意图

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热力发电厂的强迫出力是指热力发电厂为保证供热而必须发出的有功功率。

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水力发电厂–有调节库容水力发电厂：可以在丰水期蓄

水、平时按电力系统调度规定的有功功率曲线经济、灵活地发电。–迳流式水力发电厂：只能按实际来水量的大小发电。–抽水蓄能水力发电厂：主要用于调节系统有功功率的峰谷差，一般由上下两级水库构成。

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图中实线所示为没有抽水蓄能水力发电厂时的系统负荷曲线，虚线所示为有抽水蓄能水力发电厂时的系统负荷曲线。

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核能发电厂是利用原子能裂变反应所释放的能量进行发电。核能发电厂的运行费用要较火电厂低得多，并且由于经济、技术上的原因，改变核能发电厂的有功功率出力需要消耗额外的能量和时间。因而核能发电厂在运行中应尽量担负系统的基本负荷，减少功率的变化。

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电力系统中的有功功率备用：–负荷备用是为满足电力系统中短期负荷波

动和计划外增加的负荷而设置的备用。–事故备用是在电力系统中发电设备发生偶然故障时，为保证向用户正常供电而设置的备用。–检修备用是为系统内发电设备定期检修而设置的。–国民经济备用是考虑到国民经济超计划增长而设置的备用。

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备用–热备用：一旦需要时就能立即带上负荷的备

用，也成为旋转备用。热

备用一般隐含在系统运行着的机组之中，为系统中运行着的发电机的最大可发功率与实际所发功率之差。–冷备用：设备完好而未运转的发电设备的最大可能出力，这些机组可以随时起动投入运行。

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各部分备用的关系见下表：负荷备用 3~5%事故备用 5~10%检修备用国民经济备用 3~5%

热备用

冷备用

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第三节有功功率负荷的变动及其控制电力系统的负荷就是系统中千万个用电设备消费功率的总和，也称电力系统的综合用电负荷。 电力系统的供电负荷是指综合用电负荷加上电力网中损耗的功率，就是系统中各发电厂应供应的功率。 电力系统的发电负荷是指供电负荷再加上发电厂本身的消耗功率-厂用电，就是系统中所有发电机应发的总功率。

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有功功率平衡关系式：发电负荷=综合用电负荷+网损+厂用电负荷

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负荷特性是指负荷吸收的有功功率和无功功率随受电电压和系统频率变化的特性。包括：–负荷电压特性–负荷频率特性