电力系统频率调整及控制
12．１.1.１频率与有功功率平衡
电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗（包括网损）的有功功率总和之间的平衡来维持的。
但是,电力系统的负荷是时刻变化的,从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内 ,就需要及时调节系统内并联运行机组的有功功率。
频率质量是电能质量的一个重要指标。中国《电力工业技术管理法规》规定，大容量电力系统的频率偏差不得超过，一些工业发达国家规定频率偏差不得超过。
说明电力系统元件及整个系统的频率特性，介绍电力系统调频的基本概念。
12.１.2．１负荷频率特性
负荷的频率静态特性:在没有旋转备用容量的电力系统中，当电源与负荷推动平衡时,则频率将立即发生变化。由于频率的变化，整个系统的负荷也将随着频繁率的的变化而变化。这种负荷随频率的变化而变化的特性叫做负荷的频率静态特性。
综合负荷与频率的关系可表示成：
由于电力系统运行中，频率一般在额定频率附近,频率偏移也很小，因此可将负荷的静态频率特性近似为直线，如下图所示。
１２.1.2.2发电机组频率特性
发电机组的频率静特性:当系统频率变化时,发电机组的高速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力，这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系，叫发电机调速系统的频率静态特性。
发电机组的功率频率静态特性如下图:在不改变发电机调速系统设定值时,发电机输出功率增加则频率下降，而当功率增加到其额定功率时，输出功率不随频率变化。图中向下倾斜的直线即为发电机频率静态特性，而①和②表示发电机出力分别为ＰG1和PG2时对应的频率。
等值发电机组(电网中所有发电机组的等效机组）的功率频率静态特性如下图所示,它跟发电机组的功率频率静态特性相似。
１2.1.2．３电力系统频率特性
电力系统的频率静态特性取决于发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性，由发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性可以经推导得出：
式中――电力系统有功功率变化量的百分值:
――系统频率变化量百分值;
――为备用容量占系统总有功负荷的百分值。
12.1.2．４一次调频
一次调频：由发电机特性和负荷调节效应共同承担系统负荷变化，使系统运行在另一频率的频率调整称为频率的一次调整。
对于下图：L1和L2为负荷增长前后的负荷频率特性，G1为等效发电机的出力频率特性。
频率一次调整的结果：发电机有功功率增加了ＰＬ2-ＰL1，负荷调节效应是负荷吸取的有功功率相对于原频率下的功率少吸收PL3－PＬ２，系统频率降低到f2，系统运行点为b点。
１２．1.2．5二次调频
二次调频:当系统负荷变化较大,通过改变发电机调速系统的设定值使系统频率恢复到额定频率的调整过程称为频率的二次调整，也称二次调频。
对于下图：L1和L2为负荷增长前后的负荷频率特性，G１和Ｇ2为发电机调速系统调节前后的出力频率特性。
当系统负荷变化较大，频率的一次调整的结果使系统频率过高或过低时,需要改变发电机调速系统的设定值，使系统频率恢复到额定频率。对于下图，负荷由L1变为Ｌ2，等效发电机特性由G1变为G2, 系统频率回到ｆ1。相比于一次调频，负载增大了PL３-PL2,发电机出力增加了ＰL３-ＰL２。
12.1.2．6联合电力系统调频
、分别为联合前A、Ｂ两系统的负荷调节效应系数。为使讨论的结论更有普遍意义,设Ａ、B两系统中均设有进行二次调整的电厂,它们的功率变量分别为、,
A、B两系统的负荷变量分别为、。
设联络线上的交换功率由A向B流动时为正值。于是,在联合前，对A 系统：
对B系统：
联合后，通过联络线由A向Ｂ输送的交换功率,对A系统也可看作是一个负荷，从而
对Ｂ系统,这交换功率也可看作是一个电源，从而
联合后,两系统的频率应相等,即实际上应有，可得
或：
以此式代入式(12-６）或（12-7）,又可得
令、。、分别为A、B两系统的功率缺额,则式（12－6）-(1２-9)可改写为
由式(1２-1２)可见，联合系统频率变化取决于这两部分系统总的功率缺额和每部分系统的单位调节功率，这理应如此,因两系统联合后，本应看作一个系统。由式（1２-13)可见,如A系统没有功率缺额，即，则。
这种情况下,虽可以保持系统的频率不变,B系统的功率额或A系统增发功率都要通过联络线由A向Ｂ传输,此时必须注意联络线上的功率是否过载。
阐述电力系统调峰、调频的基本原理和方法。
１2．2.１.１备用容量概念
备用容量:备用容量包括负荷备用容量、事故备用容量、检修备用容量。电网的总备用容量不宜低于最大发电机负荷的２０%。
冷备用：电网需要时,随时能启动投入的备用机组容量。
热备用:备用单元已经通电、准备使用和作好连接,一旦主用单元失效,该备用单元能立即投入使用的配置。
旋转备用:特指运行正常的发电机维持额定转速,随时可以并网，或已并网但仅带一部分负荷,随时可以加出力至额定容量的发电机组。
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。一般为最大发电容量的１0%左右,但不小于电网中一台最大发电机组的容量。
检修备用：是为系统内发电设备定期检修而设置的。一般应当结合电网负荷特点,水、火电比例,设备质量，检修水平等情况确定，一般宜为最大发电负荷的8%~15%。
１２．２.1．2负荷曲线
电力系统的负荷曲线是指系统中负荷数值随时间而变化的特性曲线，可分为日、周、年负荷曲线和年持续负荷曲线。
日负荷曲线：表示负荷数值在一昼夜０时至24时内的变化情况。
周负荷曲线:表示一周内每天最大负荷的变化状况。
年负荷曲线：表示一年内各月最大负荷的变化状况。
年持续负荷曲线：全年负荷按大小排队，并作出对应的累计持续运行小时数，从最小负荷开始，依次将各点负荷连成曲线。
分析影响发电出力的主要因素。
1２.2.2.1影响发电出力的因素
影响发电机出力的因素:电力系统在一定时期限内所有发电机组最大可能出力的总和,又称最大可能出力。发电机组的最大可能出力有时小于其铭牌出力，它们之间的差额称为受阻容量。受阻容量主要由以下条件决定:
①机组本身存在缺陷；
②辅助设备与主机不配套或部分辅助设备发生故障;
③炎热季节循环冷却水温较高使汽轮机达不到额定出力；
④供热机组当热负荷较小时；
⑤水轮发电机组当水头降低时或受放水量限制不能发电时;
⑥输变电设备与发电设备不配套或电力系统结构不合理,使发电厂送
出的容量受限制而不能满发；
⑦燃料暂时短缺等。
受阻容量随着季节的变化或运行条件的改变,电力系统最大可能出力也随之变化。
1２．2.2.2机组出力特性
发电机组增长出力特性:在保证设备安全条件下发电机组有功出力的最大增长速度。
火电机组的出力增长速度受一些因素限制:
①汽轮机转子及汽缸、锅炉的厚壁部件在负荷变化时引起的热应力；
②汽轮机转子膨胀引起的振动；
③蒸汽的温度与压力变化的允许偏差；
④锅炉燃烧、水位等自动控制的调节能力;
⑤所用燃料的种类等。
水电机组起动快速，并可迅速增长出力，一般约３~5ｍin或更短时即可由零达到额定出力。
说明不同类型负荷预测的目的、作用和预测的内容。
12.２.３.1目的和作用
目的与意义:对未来的系统负荷情况的预测是制定电力系统运行计划(或称
发电计划）的依据。电力系统运行的特点是任何时刻发电机发出的功率必须紧密跟踪系统负荷的需求(包括电力网中的功率损耗及厂用电），以保持电力系统频率恒定。根据预测负荷来制定发电计划，决定机组间的负荷分配、水火电机组的协调、机组起停及与相邻系统间的功率交换等。这种负荷预测称为短期负荷预测。一般预测下一天至两天每小时的负荷,最长预测周期为一周。此外，为保证系统安全运行,调度员在进行某项系统操作或改变运行方式前,需根据未来时刻的负荷情况进行潮流计算以判断改变运行方式后系统是否安全，是否会发生越限事件。调度员也需要对未来时刻的系统在某种预想事故条件下进行系统潮流计算以作出安全评定。凡此种种都需要对负荷进行预测。这种预测的周期较短,一般是数分钟至十分钟后的负荷,称为超短期负荷预测。
在现代化调度中心，短期负荷预测与超短期负荷预测都可以在实时环境中进行,称为实时负荷预测。即根据在线计算机的实时数据与历史数据按规定的周期起动在线程序进行负荷预测。如果不具备实时条件,短期负荷预测也可以根据历史的负荷记录数据进行离线计划预测。而超短期负荷预测由于周期短、预测频繁，只能在实时环境中进行。
负荷预测的及时性与准确性对电力系统运行及电能生产费用有很大的影响。系统调度必须事先掌握负荷情况并安排好电源以满足负荷的需要,同时需考虑足够水平的备用以适应预测固有的不确定性以及运行机组可能发生的强迫停运。备用容量及旋转备用容量是根据运行的可靠性及安全性来确定。由于机组留有备用,使运行机组在非最高效率工况下运行,要付出一定的代价。减少预测误差可降低备用水平而不影响系统运行的安全性与可靠性，并使运行费用最低。预测负荷偏高或偏低均能导致运行费用的增加。
１2．２.3．２实时负荷预测的组成
实时负荷预测的组成:实时负荷预测是由在线计算机的软件实现的。它有负荷预测模型、数据源及人机界面三个主要的组成部分。
（１)负荷预测模型。说明对负荷的描述与算法。一般根据负荷历史数据的分析决定预测的模型及参数。
(2)数据源。包括历史的负荷及气象数据库,参数数据库,调度员输入的数据,EＭS中AGC（自动发电控制）功能得到的实时数据及气象预报数据等。
（3)人机界面。人工输入数据包括数据的更新,负荷预测的参数等。
影响负荷的因素主要有经济状况、时间段、气象条件及其他随机因素。
１2.2.4.1综合平衡计划
综合平衡计划包括负荷计划和检修计划。一般应编制出日、周、月、季、年的综合平衡计划。
事先编制出各个时期的负荷曲线，特别要事先编制出次日每小时的负荷曲线和一周的负荷曲线,对负荷曲线应特别注意尖峰负荷和低谷负荷的负荷变化,做好调峰容量、调频需用容量的计划。
整个系统的检修计划应根据各局、厂报来的检修计划进行统一平衡。在平衡时，不仅应考虑整个系统的电源与负荷的平衡,也应当考虑各地区的平衡和电源联络线上输送功率的变化。
12.２.４．2确定主、辅调频厂
调频厂的选择
主调频厂负责调整频率,所以主调频厂选择的好坏直接关系到频率的质量。一般选择主调频厂时,应考虑以下问题:
①具有足够的调频容量和调整范围；
②具有与负荷变化相适应的调整速度；
③调整出力时应符合安全及经济运行原则。还应考虑电源联络线上的
交换功率是否会因调频引起过负荷跳闸或推动稳定运行,高频引起的电
压波动是否在允许范围。
在水、火电厂并存的电网中，一般选水电厂为主调频厂。大型火电厂中高效率机组带基荷，效率低的机组可做为辅助调频厂。因为水电厂调频不仅速度快和操作简便，而且调整范围大(只受发电机容量的限制)，基本上不影响水电厂的安全运行。
火电厂调频不仅受到汽机和锅炉出力增减速度的限制,而且还受锅炉最低出力的限制。汽机增减负荷速度主要受到汽机各部分热膨胀的限制，特别是高温高压机组在这方面要求更严。锅炉增减出力一般要比汽机快些。但与燃烧质量关系很大。供热机组不适宜调频,因为供热机的出力要受抽汽量的限制。
在大发水电季节，为了多发水电，一般由水厂带基荷，而由火电厂调频。水电厂无论是带基荷或是调频,都必须考虑防洪、航运、渔业、工业、人民生活用水等综合利用的要求。
12.2.４.3调频厂的任务
调频厂的任务:
频率调整厂必要时分为主调频厂和辅助调频厂。
①主调频厂应经常保持系统不超过允许范围，为此，应经常有一定的可调容量，辅助调频厂当发现频率超过０.2Hz时，应立即进行调整,使恢复至０.2H ｚ以内,频率调整厂无调整容量时应立即报告调度。
②调频厂在手动调整阶段,值班人员应严密监视电网频率,认真、主动、及时地进行调整。
③自动调频装置应经常投入运行,其投入与停用，必须经当班调度员许可（装置故障除外)，若调度端使用，则要通知有关电厂。
１２．２.4.4负荷监视电厂任务
负荷监视电厂的任务是按电网经济调度的原则进行电网调峰,以保证调频厂经常具有一定的频率调整容量。所以要求：
①认真执行日调度负荷曲线，包括开停机炉或少蒸汽运行调峰。各厂自行按计划曲线增减出力或按调度命令增减出力。
②当系统频率超过0．2Ｈz，不见恢复时应立即主动调整出力，并报告调度。
电力系统频率的二次调节.doc
电力系统频率的二次调节 一、频率的二次调节基本概念 上一节分析了系统频率特性系数Ks的组成和特点。从分析中可知，系统的频率响应系数愈大，系统就能承受愈大的负荷冲击。换句话说，在同样大的负荷冲击下，Ks愈大，所引起的系统频率变化愈小。为了使系统的频率偏差限制在教小的范围内，总是希望有较大的Ks。 Ks由两部分组成，一部分有负荷本身的频率特性所决定，电力系统的运行人员是无法改变的；另一部分有发电机组的频率响应系数决定的，它是发电机调差系数的倒数。运行人员可以调整机组的调差系数和机组的运行方式来改变其大小。但是从机组的稳定运行角度考虑，机组的调差系数δ%不能取得太小，以免影响机组的稳定运行。 系统的频率响应系数Ks是随着系统负荷的变动和运行方式的变化二变动的。这对用户和系统本身都是不希望的。也就是说，仅靠系统的一次频率调整，没有任何形式的二次调节（包括手动和自动），系统的频率不可能恢复到原有的值。为了使系统的频率恢复到原有的额定频率运行，必须采用频率的二次调节。 频率的二次调节就是改变发电机组的频率特性曲线，从而使系统的频率恢复到原来的正常范围。 如图3-15所示，发电与负荷的起始点为a，系统的频率为f1。当系统的负荷发生变化，负荷增大，负荷特性曲线从PLa变化至PLb时,当系统发电特性曲线为PGa时，发电与负荷的交叉点为a移至b点。此时，系统的频率从f1降至f2。当增加系统发电，即改变发电的频率特性曲线从PGa变到PGb，就能使发电与负荷特性的交叉点移至d点，可使系统的频率保持在原来的f1运行。 反之，当系统的负荷降低，在如图3-15中，发电与负荷的起始点为d，此时，系统的频率为f1。当系统的负荷发生变化，负荷特性从从PLb变化至PLa时,当系统发电特性曲线为PGb时，发电与负荷的交叉点为d和c点。此时，系统的频率从f1上升至f3。为了恢复系统的频率，适当减少系统发电，即改变发电的频率特性曲线从PGb变到PGa，就能使发电与负荷特性的交叉点从c点移至a点，
电力系统频率调整
电力系统负荷可分为三种。第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动由很大的 偶然性。第二种变动幅度较大，周期较长，属于这类负荷的主要有电炉、电气机车等带有冲 击性的负荷。第三种负荷变动幅度最大，周期也最长，这一种是由于生产、生活、气象等变 化引起的负荷变动。 电力系统的有功功率和频率调整大体可分为一次、二次、三次调整三种。一次调整或频 率的一次调整指由发电机的调速器进行的，对第一种负荷变动引起的频率偏移的调整。二次 调整或频率的二次调整指由发电机的调频器进行的，对第二种负荷变动引起的频率偏移的调 整。三次调整其实就是指按最优化准则分配第三种有规律变动的负荷，即责成各发电厂按事 先给定的发电负荷曲线发电。在潮流计算中除平衡节点外其他节点的注入有功功率之所以可 以给定，就是由于系统中大部分电厂属于这种类型。这类发电厂又称为负荷监视。至于潮流 计算中的平衡节点，一般可取系统中担负调频任务的发电厂母线，这其实是指担负二次调频 任务的发电厂母线。 一：调整频率的必要性 电力系统频率变动时，对用户的影响： 用户使用的电动机的转速与系统频率有关。 系统频率的不稳定将会影响电子设备的工作。 频率变动地发电厂和系统本身也有影响： 火力发电厂的主要厂用机械—风机和泵，在频率降低时，所能供应的风量和水量将迅速减少， 影响锅炉的正常运行。 低频运行还将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，缩短叶片的寿命，甚至使叶片 断裂。 低频运行时，发电机的通风量将减少，而为了维持正常电压，又要求增加励磁电流，以致使 发电机定子和转子的温升都将增加。为了不超越温升限额，不得不降低发电机所发功率。 低频运行时，由于磁通密度的增大，变压器的铁芯损耗和励磁电流都将增大。也为了不超越 温升限额，不得不降低变压器的负荷。 频率降低时，系统中的无功功率负荷将增大。而无功功率负荷的增大又将促使系统电压水 平的下降。 频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。 调整系统频率的主要手段是发电机组原动机的自动调节转速系统，或简称自动调速系统， 特别时其中的调速器和调频器（又称同步器）。 二：发电机原动机有功功率静态频率特性 电源有功功率静态频率特性通常可以理解为就是发电机中原动机机械功率的静态频率特性。 原动机未配置自动调速时，其机械功率与角速度或频率的关系： 221212m P C C C f C f ωω=-=- 式中各变量都是标幺值；通常122C C =。 解释如下：机组转速很小时，即使蒸汽或水在它叶轮上施加很大转矩m M ，它的功率输出m P 仍很小，因功率为转矩和转速的乘积；机组转速很大时，由于进汽或进水速度很难跟上叶轮 速度，它们在叶轮上施加的转矩很小，功率输出仍然很小；只有在额定条件下，转速和转矩 都适中，它们的乘积最大，功率输出最大。 调速系统中调频器的二次调整作用在于：原动机的负荷改变时，手动或自动地操作调频器，
电力频率调整及控制
频率与有功功率平衡 电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总和之间的平衡来维持的。 但是，电力系统的负荷是时刻变化的，从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内，就需要及时调节系统内并联运行机组的有功功率。 频率质量是电能质量的一个重要指标。中国《电力工业技术管理法规》规定，大容量电力系统的频率偏差不得超过，一些工业发达国家规定频率偏差不得超过。 说明电力系统元件及整个系统的频率特性，介绍电力系统调频的基本概念。 12.1.2.1负荷频率特性 负荷的频率静态特性：在没有旋转备用容量的电力系统中，当电源与负荷推动平衡时，则频率将立即发生变化。由于频率的变化，整个系统的负荷也将随着频繁率的的变化而变化。这种负荷随频率的变化而变化的特性叫做负荷的频率静态特性。 综合负荷与频率的关系可表示成： 由于电力系统运行中，频率一般在额定频率附近，频率偏移也很小，因此可将负荷的静态频率特性近似为直线，如下图所示。
12.1.2.2发电机组频率特性 发电机组的频率静特性：当系统频率变化时，发电机组的高速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力，这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系，叫发电机调速系统的频率静态特性。 发电机组的功率频率静态特性如下图：在不改变发电机调速系统设定值时，发电机输出功率增加则频率下降，而当功率增加到其额定功率时，输出功率不随频率变化。图中向下倾斜的直线即为发电机频率静态特性，而①和②表示发电机出力分别为PG1和PG2时对应的频率。
等值发电机组（电网中所有发电机组的等效机组）的功率频率静态特性如下图所示，它跟发电机组的功率频率静态特性相似。 12.1.2.3电力系统频率特性 电力系统的频率静态特性取决于发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性，由发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性可以经推导得出： 式中――电力系统有功功率变化量的百分值： ――系统频率变化量百分值； ――为备用容量占系统总有功负荷的百分值。 12.1.2.4一次调频 一次调频：由发电机特性和负荷调节效应共同承担系统负荷变化，使系统运行在另一频率的频率调整称为频率的一次调整。
电力系统频率异常的控制
电力系统频率异常的控制 【摘要】频率是电力系统重要的运行参数，也是衡量电能质量的重要指标，同时为某些安全稳定装置动作提供判据。现代电力系统中装设了大量的频率量测装置，从而可以记录系统中发生的频率动态过程，然而对实际电网进行频率动态过程研究发现，仿真所得的频率轨迹与实测轨迹存在着较大的差别，这就迫切需要对电力系统中影响动态频率特性的相关因素进行分析。 【关键词】电力系统；频率异常；控制分析 一、频率异常的特点和控制措施 由电力系统事故所引起的频率大幅度变化的动态过程称为频率 异常。它不同于正常运行的频率波动．主要表现在频率变化幅度大、速度快。在电力系统尚未解列时，伴随有振荡的出现。当电力系统解列后，在功率严重缺少的被解列的区域网内，又往往会出现频率的单调衰减，即所谓的频率崩溃。 引起电力系统频率异常的根本原因是系统中出现了功率的不平衡，而导致功率突变的直接原因是：①联络线出现故障开关跳闸，两侧功率出现了不平衡；②电力系统内有大容量发电机组突然投入或切除；③电力系统内有大的负荷突然投入或解除。 针对这些原因，可以采用如下所述的措施和控制手段来减少频率事故的出现： ①合理设计电力网结构。如采用双回路联络线，以减少线路故障
导致电力系统解列的可能性；环形网供电，以减少辐射阀所引起停电的可能性；用电负荷和供电电源应尽可能就地平衡；②适当地控制系统传输功率。在图1中，为了使联络线故障切除后不引起两侧系统频率急剧下降，应该预先将联络线交换功率限制在适当的限额内。在考虑电力系统的电流分析时，应该尽量保证在一些线路故障切除后，在电流转移的情况下，不会造成其他线路或区域过负荷。 ③系统应具备足够的备用容量。在电力系统中为了防止系统因大量功率缺额而造成系统频率下降，一般需要安排一定数量的发电机作为旋转备用(热备用)，当频率下降时可以立即使旋转备用机组提供输出功率；④在电力系统内装设控制频率异常的自动控制装置。能够自动投切发电机组和负荷。 二、消除电力系统频率异常的自动控制装置 按照频率异常时频率上升和下降的不同，自动控制装置可分为：①反映电力系统频率下降时动作的自动控制装置；有低频减负荷自动控制装置颁发电机自启动控制装置、低频蓄能改发电自动控制装置等；②反映电力系统频率上升时动作的自动控制装置。有高频切除发电机组自动控制装置、高频率发电机组输出功率自动控制装置、电气制动自动控制装置等。 这些自动控制装置用频率变化作为测量信号，经过一定的逻辑判断后由控制操作指令，它们都属于反事故自动控制装置。按频率自动减负荷装置是一种有着高度选择性的反事故自动控制装置。当电
电力系统频率及有功功率的自动调节
电力系统频率及有功功率的自动调节 摘要 在现实中系统功率并不是一个恒定的值，而是随时变化的，在系统中，每时每刻发电功 率和用电功率基本平衡。而功率又是影响频率的主要因素，当发电功率与用电功率平衡时，频率基本稳定，当发电功率大于用电功率时系统频率则上升，反之则下降，所以系统对有功 功率和频率进行调整。本文研究了电力系统频率及有功功率的自动调节进行了详细的研究与论证。 关键词：频率有功功率自动调节 第一章频率和有功功率自动控制的必要性 1电力系统频率控制的必要性A频率对电力用户的影响 （1）电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化,这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械的转速发生变化,转速不稳定会影响产品质量”甚至会出现次品和废品。 （2）电力系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能，频率过低时有 些设备甚至无法工作。这对一些重要工业和国防是不能允许的。 （3）电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械的转速和出力降低,影响电力用户设备的正常运行。 B频率对电力系统的影响 （1）频率下降时，汽轮机叶片的振动会变大，轻则影响使用寿命，重则可能产生裂纹。对于额定频率为50Hz的电力系统，当频率低到45Hz附近时，某些汽轮机的叶片可能因发生共振而断 裂，造成重大事故。（次同步谐振，1970、1971年莫哈维电厂790MV机组的大轴损坏事故） （2）频率下降到47-48HZ时，火电厂由异步电动机驱动的辅机（如送风机、送煤机）的出力随之下降，从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。这种趋势如果不能及时制止，就会在短时间内使电力系统频率下降到不能允许的程度。这种现象称为频率雪崩。出现频率雪崩会造 成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。 （3）在核电厂中，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求。当频率降到一定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反应堆停止运行。 （4）电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，使无功消耗增加，引起系统 电压下降，频率下降还会引起励磁机出力下降，并使发电机电势下降，导致全系统电压水平降
电能质量 电力系统频率允许偏差(GBT15945-1995)
中华人民共和国国家标准 电能质量电力系统频率允许偏差 GB/T159451995 Quality of electric energy supply Permissible deviation of frequency fof power system 国家技术监督局1995-12-21批准1996-08-01实施 1主题内容与适用范围 本标准规定了电力系统频率允许偏差值及其测量仪表的基本要求 本标准适用于正常运行下标称频率为50Hz的电力系统 本标准不适用于电气设备的频率允许偏差 2术语 2.1频率偏差frequency deviation 系统频率的实际值和标称值之差 2.2频率变动frequency variation 频率变化过程中相邻极值频率之差 2.3冲击负荷impact load 生产(或运行)过程中周期性或非周期性地从电网中取用快速变动功率的负荷 3频率偏差允许值 3.1电力系统正常频率偏差允许值为0.2Hz当系统容量较小时偏差值可以放宽到 0.5Hz 3.2用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过0.2Hz根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动限值但应保证近区电力网发电机组和用户的安全稳定运行以及正常供电 4测量仪表 用于频率偏差指标评定的测量须用具有统计功能的数字式自动记录仪表其绝对误差不大于0.01Hz ______________ 附加说明 本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会提出并归口 本标准由电能质量电力系统频率允许偏差国标工作组负责起草 本标准由电力科学研究院机械标准化研究所国家电力调度中心电力部信息所纺织机械研究所牵引电气设备研究所等单位参加起草 本标准主要起草人林海雪俞莘民雷晓蒙向海平曹军梅罗新潮蔡邠
RC一阶电路(动态特性 频率响应)研究
9 RC 一阶电路（动态特性 频率响应） 一个电阻和一个电容串联起来的RC 电路看起来是很简单的电路。实际上其中的现象已经相当复杂，这些现象涉及到的概念和分析方法，是电子电路中随处要用到的，务必仔细领悟。 9.1 零输入响应 1.电容上电压的过渡过程 先从数学上最简单的情形来看RC 电路的特性。在图9.1 中，描述了问题的物理模型。假定RC 电路接在一个电压值为V 的直流电源上很长的时间了，电容上的电压已与电源相等（关于充电的过程在后面讲解），在某时刻t 0突然将电阻左端S 接地，此后电容上的电压会怎么变化呢？应该是进入了图中表示的放电状态。理论分析时，将时刻t 0取作时间的零点。数学上要解一个满足初值条件的微分方程。 看放电的电路图，设电容上的电压为v C ,则电路中电流 dt dv C i C =， 依据KVL 定律，建立电路方程： 0=+dt dv RC v C C 初值条件是 ()V v C =0 像上面电路方程这样右边等于零的微分方程称为齐次方程。 设其解是一个指数函数： ()t C e t v S K = K 和S 是待定常数。 代入齐次方程得 0=KS +K S S t t e RC e 约去相同部分得 0=S +1RC 于是 RC 1-=S 齐次方程通解 ()RC t C e t v -K = 还有一个待定常数K 要由初值条件来定： ()V K Ke v C ===00 最后得到： () t RC t C Ve Ve t v --==
在上式中，引入记号RC =τ，这是一个由电路元件参数决定的参数，称为时间常数。它有什么物理意义呢？ 在时间t = τ 处， ()V V Ve v 0.368=e ==-1-C τττ 时间常数 τ是电容上电压下降到初始值的1/e ＝36.8% 经历的时间。 当t = 4 τ 时，()V v 0183.0=4C τ，已经很小，一般认为电路进入稳态。 数学上描述上述物理过程可用分段描述的方式，如图9.1 中表示的由V 到0的“阶跃波”的输入信号，取开始突变的时间作为时间的0点，可以描述为： ()()0=S ≤t V t v 对 ；()()00=S ≥t t v 对。 [练习.9.1]在仿真平台上打开本专题电路图，按图中提示作出“零输入响应”的波形图。观察电容、电阻上输出波形与输入波形的关系，由图上读出电路的时间常数值，与用电路元件值计算结果比较。 仿真分析本专题电路 得到波形图如图9.2 所示。 在0到1m 这时间内，电压源值为V ，在时刻1m 时电压源值突然变到0。仿真平台在对电路做瞬态分析之前，对电路作了直流分析，因此图中1m 以前一段波形只是表明电路已经接在电压源值为V “很长时间”后的持续状态。上面理论分析只适用于1m 以后的时间过程。时刻1m 是理论分析的时间“零”点。图上看到，电容上的电压随时间在下降，曲线的样子是指数下降曲线的典型模样。由v C 曲线找到电压值为0.368V 的地方，读出它的时刻值(=2m )，即可求到电路的时间常数是1m (1毫秒)。 图中也画出电阻上电压变化曲线。观察，发现在1m 以前，电阻电压为0，在时刻1m ，电阻电压突变到 -V ，然后逐渐升到0。怎样理解这个过程呢？ 2.电阻上电压的过渡过程 虽然专题电路图中取电阻的电压时是由电阻直接落地的电路得到的，但电路元件参数是相同的，该电阻上的电压应和电容落地电路中的电阻是一样的。按照这种想法，看图9.1 ，注意电阻的电压的参考方向应是由S 点向右，即应是v(S 点)-v C ，在电源电压为V 的时间内，电容已被充电到v C =V ，那么v R = v(S 点)-v C =V -V =0。在理论分析时间0处，电压源的电压值突变到0，即v(S 点)=0，但电容上的电压不能突变（回顾电容的特性：电压有连续性）。为了区分突变时刻的前和后的状态，用0- 表示突变前，0+ 表示突变后。 即是说， v C (0+)= v C (0-)=V 那么， v R (0+)= 0-v C (0+)= -V 在随后的时间内，按KVL 定律， 电阻上的电压应为： ()()τt RC t C R Ve Ve t v t v ---=-=-=
电力系统功率频率动态特性研究--期刊
2009年8月Power System Technology Aug. 2009 文章编号：1000-3673（2009）16-0058-05 中图分类号：TM761 文献标志码：A 学科代码：470·40 电力系统功率频率动态特性研究 周海锋1，倪腊琴2，徐泰山1 （1．国网电力科学研究院，江苏省南京市 210003；2．华东电力调度中心，上海市黄浦区 200002） Study on Power-Frequency Dynamic Characteristic of Power Grid ZHOU Hai-feng1，NI La-qin2，XU Tai-shan1 （1．State Grid Electric Power Research Institute，Nanjing 210003，Jiangsu Province，China； 2．East China Grid Dispatching Center，Huangpu District，Shanghai 200002，China） ABSTRACT: Power-frequency characteristics of power grid are the base of the research on system operation modes, design of under-frequency load shedding and evaluation on various frequency and voltage regulation measures. Along with the enlargement of power grid scale, the power-frequency characteristics become complicated increasingly. Based on actual data of practical power grids and by use of numerical simulation, the dynamic power-frequency characteristics of power grid are researched, the space-time distribution features of power grid frequency and the factors impacting power-frequency characteristics are analyzed and the main factors that impact initial stage of frequency, dynamic process of frequency and steady-state value of frequency are given respectively. KEY WORDS: power-frequency characteristic；power shortage；spinning reserve；load frequency coefficient；load model 摘要：电力系统功率频率特性是研究系统运行方式、设计低频减载方案以及评价各种调频调压措施等工作的基础。随着电网规模的扩大，电力系统功率频率特性日趋复杂。文中以实际电网数据为基础，采用数值仿真法研究电网的功率频率动态特性，分析了电网的频率时空分布特性以及功率频率特性的影响因素，并分别给出了影响频率初始阶段、频率动态过程以及频率稳态值的主要因素。 关键词：功率频率特性；功率缺额；旋转备用；频率调节效应系数；负荷模型 0 引言 频率是电力系统的重要参数，也是衡量电能质量的主要指标之一[1]。当电力系统受到大机组跳闸、联络线跳线或者大容量负荷投切等扰动时，由于系统有功功率平衡遭到破坏，引起系统频率发生变化继而发生频率动态过程。当系统频率变化较大时，将会给电力系统带来明显的不利影响，甚至导致频率稳定破坏事故的发生。 低频减载[2-5](under-frequency load shedding，UFLS)作为保障电网安全稳定运行3道防线[6]中的最后一道防线，是防止电力系统发生频率崩溃的紧急控制措施。正确认识电力系统功率频率特性是研究系统运行方式、整定低频减载方案和评价各种调频调压措施等工作的基础。尽管互联系统的容量越来越大，发生全局性频率崩溃的概率越来越小，但一旦发生后果将更加严重。因此深入研究电力系统功率频率特性、分析影响系统功率频率特性的因素，对电力系统的规划、运行及控制具有重要的理论和现实意义。 电力系统功率频率特性研究主要采用解析分析[7]和数值仿真[8-9]2种方法。解析分析法主要采用非均匀线性动态等值，侧重对扰动后系统各区频率动态过程的空间分布现象及特点的分析。数值仿真法可以得到系统精确的受扰轨迹，不仅有助于解释多机系统中功率频率特性的一般规律，还能评价系统中负荷电压特性及各种控制措施对频率动态过程的影响，但是数值仿真法对系统模型及参数选择的依赖性较大。 本文将在研究电力系统功率频率特性机理的基础上，采用数值仿真法揭示电网的频率时空分布特性以及影响互联大电网功率频率特性的主要因素。 1 电力系统功率频率特性 1.1 基本概念 电力系统功率频率特性是指系统有功功率不平衡时频率的变化特性，它是负荷频率特性、发电机频率特性以及电压影响的综合结果[10]。通常将其分为功率频率静态特性和功率频率动态特性，分别描述有功功率变化之后频率的状态和变化过程。其
简述电力系统运行控制目标及其控制自动化
简述电力系统运行控制目标及其控制自动化 发表时间：2018-06-22T14:16:41.007Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：吕平杰 [导读] 摘要：电力自动化技术在提高系统安全运行的同时，还能在一定程度上提高电力单位的经济效益。 （身份证号码：33072219870826XXXX 浙江杭州 310000） 摘要：电力自动化技术在提高系统安全运行的同时，还能在一定程度上提高电力单位的经济效益。虽然，电力自动化技术的应用是一项极为复杂且繁琐的工作，但只要科学运用，势必会提高供电的安全性以及稳定性，同时，还能为电力建设行业的发展创造有利条件，最终为老百姓谋福利。 关键词：电力系统；运行控制；自动化技术；应用 1 电力系统的自动化控制以及它的控制目标 1.1 保证电力系统运行的安全 安全是一切生产的前提。每一个电力企业在电力生产中最常提的口号是“安全第一”。安全，就是要杜绝事故的发生，这是电力企业的头等大事。大家都知道，电力系统一旦发生事故，那将会造成极其严重的后果，轻者造成电气设备不同程度的损坏，严重影响居民的正常用电，同时也会给生产厂家造成成一定的损失；重者更是波及到电力系统覆盖的广大区域，使生产设备受到大规模严重破坏，更会造成人员的伤亡，严重影响到国民经济的健康发展。因此，努力保证电力系统的安全运行是电力企业最重要的任务。 1.2 保证电能符合质量标准 与所有的商品一样，电能也是有一定的质量标准的，通常是指波形、电压和频率三项指标。通常，发电机产生电压的为正弦波，因为整个系统中许许多多的设备在一开始设计的时候都将波形问题进行了充分的考虑，通常情况下，底层用户所获得的电压波形一般也是正弦波。一旦波形不是正弦的，那么电压波形就会有许许多种高次波，这样的电波对于电子设备会产生不利影响，通讯的线路也会有一定的干扰，电动机的效率也会降低，影响正常的操作运行。更为严重的是，这还可能使电力系统发生危险的高次谐波谐振，使电气设备遭到严重破坏。 频率是电能质量标准中要求最严格的一项，频率允许的波动范围在我国是50+0.2Hz（有的国家是±0.1Hz）。使频率稳定的关键是保证电力系统有功功率的供求数量时时刻刻都要平衡。前已说过，负荷是随时变动的，因此，只有让发电厂的有功出力时时刻刻跟踪负荷舶有功功率，随其变动而变动。以往那种调度员看到频率表指示的频率下降之后再打电话命令发电厂增加发电机出力的时代早已进去了。现在调频过程是由自动装置自动进行的。但是负荷如果突然发生了大幅度的变化，超出了自动调频的可调范围，频率还会有较大变化。 1.3 保证电力系统运行的经济性 运行控制在电力系统中，一方面要在意电能质量问题和剧增安全问题，另一方面要将发电成本控制到最低，降低传输损失，从而将整个电力系统的运行成本进行优化。在已经正常运行的电力系统中，调度方案对于其运行经济性有着至关重要的作用。一定要在保证系统的安全的基础上，对于安排备用容量的分布和组合进行整体优化，考虑发电机组的效率和性能，水电厂水头以及燃料种类情况，加上负荷中心距离发电厂的远近等因素，选择一个经济性能最优的电力调度方案。 2电力自动化技术的应用 2.1现场总线技术在电力工程中的的应用 从电力企业现行的发展状况分析，现场总线技术在诸多电力工程中均有所涉及。现场总线技术，引入了数据模型。利用变送器，能够对电量数据进行搜集，发送具体的信号。根据该模型，还可对信号作出处理，最终给出精准的判断。现场总线技术，并非对现场数据或是信息作出分析，更多的是为了有效地控制各类数据。电子工程在日常的活动中，电力装置均有明显的综合性。它将传感器、控制系统、数字通信以及计算机技术集合起来。现场总线技术，可以适应系统以及不同数据提出的变化需求，为信息共享提供诸多的便利。 2.2电网调度技术的自动化 即以计算机为支撑的电网调度系统，可以对电网实际的运行状况作出动态地监控，对设备潜在的故障进行处理，并分析其安全情况。换言之，借助计算机技术处理各类信息，提出针对性的管理方案，使电网系统可以有效地运行。借助电网调度自动化技术，有助于防范和规避电力工程中不同类型的安全事故，同时还可减小电网损耗，将电网损伤降低至最小，使电网可以顺畅地工作。除上述外，电网调度技术同时也能够对某些突发事件进行处置。所以，促进电网调度技术日渐地走向自动化，这是必然的趋势。 2.3变电站技术的自动化 也就是将通讯技术、计算机进行全面地整合，对信息数据作出均衡地处理。同时，也可以对变电站相关信息加以搜集，使变电站设备以及整个电力系统均可完成重组。借助变电站技术，可以适应电网不同程度的建设需求，同时也可以让操作变得更为简单。监控某些数据时，也可以对系统中某些单元模块有无故障作出识别，使其能够在安稳的状态下运行。 2.4主动对象数据库技术在电力工程中的应用 主动对象数据库技术，引入了电力系统本身的监视功能。借助存储技术，结合对象函数，能够对电力工程进行自动化运用。利用主动对象数据库技术，电力工程可以得到较好地监控，增加对数据的输入以及传输速率，为数据管理降低额外的压力。所以，主动对象数据库技术已被视作监控系统中相当有利的主导技术，并受到广泛的认可。 2.5光互联技术在电力工程中的应用 光互联技术，借助电子交换以及电子传输技术，可以对网络作出拓展，同时对编程结构予以重组。该项技术，能够对数据进行采集、分析和控制，让电力系统变得相当的灵活。电容负载，对光互联技术有极大的影响，可以适应不同类型的监控需求。另外，光互联技术同时也能够进行高级应用或是对电网进行分析，为调度员日常的调度工奠定可靠的基础。电力工程中，光互联技术已有较为普遍的运用。它能够提升处理器本身的干涉力，让设备有相当高的抗磁干扰力。同时，电力系统也能够变得更为安全，拥有更完善的功能。可见，将光互联技术引入到电力工程中，有深刻的现实意义。 3电力系统自动化技术的发展趋势 电力系统自动化是我国电力系统的重要发展方向，现如今，我国的电力系统自动化主要体现在发电和配电两个方面。而电力系统自动化技术的未来发展上，还要求对电力系统能够进行远程的监控，并对电力系统的故障进行相应的解决，实现最少人管理甚至无人管理，降
电力系统频率调整及控制汇总
12.1.1.1频率与有功功率平衡 电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损的有功功率总和之间的平衡来维持的。 但是，电力系统的负荷是时刻变化的，从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内，就需要及时调节系统内并联运行机组的有功功率。 频率质量是电能质量的一个重要指标。中国《电力工业技术管理法规》规 定，大容量电力系统的频率偏差不得超过，一些工业发达国家规定 频率偏差不得超过。 说明电力系统元件及整个系统的频率特性，介绍电力系统调频的基本概念。 12.1.2.1负荷频率特性 负荷的频率静态特性：在没有旋转备用容量的电力系统中，当电源与负荷 推动平衡时，则频率将立即发生变化。由于频率的变化，整个系统的负荷 也将随着频繁率的的变化而变化。这种负荷随频率的变化而变化的特性叫 做负荷的频率静态特性。 综合负荷与频率的关系可表示成：
由于电力系统运行中，频率一般在额定频率附近，频率偏移也很小，因此可将负荷的静态频率特性近似为直线，如下图所示。 12.1.2.2发电机组频率特性 发电机组的频率静特性：当系统频率变化时，发电机组的高速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力，这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系，叫发电机调速系统的频率静态特性。 发电机组的功率频率静态特性如下图：在不改变发电机调速系统设定值时，发电机输出功率增加则频率下降，而当功率增加到其额定功率时，输出功率不随频率变化。图中向下倾斜的直线即为发电机频率静态特性，而 ①和②表示发电机出力分别为PG1和PG2时对应的频率。
电力系统频率变化的影响
电力系统频率偏低偏高有哪些危害 电力系统频率的频率变动会对用户、发电厂、电力系统产生不利的影响。1.对用户的影响：频率的变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品质量，雷达、电子计算机等会因频率过低而无法运行；2.对发电厂的影响：频率降低时，风机和泵所能提供的风能和水能将迅速减少，影响锅炉的正常运行；频率降低时，将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，减短叶片寿命甚至使其断裂。频率降低时，变压器铁耗和励磁电流都将增加，引起升温，为保护变压器而不得不降低其负荷；3.对电力系统的影响：频率降低时，系统中的无功负荷会增加，进而影响系统，使其电压水平下降。 当供电电路的频率偏高时，1、电动机的转速回高（n=60f/p(1-&) )，当电动机转速增大时，其实际功率成倍增加，其结果电动机很容易过载烧毁；2、中国电气设备是按50赫兹设计的，如果大于其允许的频率数，电气原件容易损坏。当供电电路的频率偏低时，电动机转速会过低，会使有的设备不能正常工作，如水泵可能不出水，风机风量、风压过低。 频率变化对电力用户及电力系统的影响包括哪些 对用户： 1、用户使用的电动机的转速与系统频率有关，频率变化将使电动机的转速变化，从而影响产品的质量。例如，纺织工业都会因为频率的变化出现次品。 2、近代工业，国防和科学技术都已经广泛使用的电子设备受到频率影响较大。 系统本身： 1、低频运行，会对发电机的叶片所受到的应力有影响。甚至引起共振，降低叶片寿命。 2、增大励磁电流，提高温升等。 系统频率的变化主要是引起负荷端异步电动机转速的变化。 如果频率降低的过多，将使电动机停止运转，会引起严重的后果。比如，火电厂的给水泵停止运转，将迫使锅炉停炉。另一方面，如楼上所讲，对于汽轮机在低频运行状态下时，会缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会使叶片断裂。（这是因为汽轮机转子一般瘦长，转速较快，可达1500r/s,突然频率过低，会使叶片断裂）。 如果频率过高，则会出现失步等问题。 推荐楼主看《电力系统分析（上）》诸俊伟和《电力系统分析（下）》夏道止 电力系统频率变化的原因
电力系统自动化技术专业介绍
电力系统自动化技术专业 一、专业介绍 电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班，DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便），配电自动化(DAS已经实现，尚待发展)。 电力系统自动化 对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。 发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装臵，且以安全保护和过程自动调节为主。例如：电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装臵等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装臵和以离线计算为基础的经济功率分配装臵，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装臵如晶体管保护装臵、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统(SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装臵和继电保护装臵中广泛采用微型计算机。 主要领域按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动
动态电力系统分析复习题
动态电力系统分析复习题 1. 理想电机 （P1） 满足以下假定条件的电机称为理想电机： （1）电机磁铁部分的磁导率为常数，既忽略调磁滞、磁饱和的影响，也不计涡流及集肤作用等的影响。 （2）对纵轴及横轴而言，电机转子在结构上是完全对称的。 （3）定子的3个绕组的位置在空间互相相差120°电角度。3个绕组在结构上完全相同。同时，它们均在气隙中产生正弦形分步的磁动势。 （4）定子及转子的槽及通风沟等不影响电机定子及转子的电感，即认为电机的定子及转子具有光滑的表面。 2. 在同步发电机模型中，一般考虑哪些阻尼绕组 （P2） 在d 轴上的一个等值阻尼绕组D ； 在q 轴上的一个等值阻尼绕组Q 。 3. 列写出发电机abc 和dq0坐标下的电压平衡方程式。 （P3）、（P15） abc 坐标轴下： ??? ??-ψ=-ψ=-ψ=c a c c b a b b a a a a i r p u i r p u i r p u f f f f D D D D Q Q Q Q u p r i u p r i u p + r i ?=ψ+? =ψ+??=ψ? 合并成 ri p u +ψ= 式中 dt d p = ()T Q D f c b a u u u u u u ,,,,,u = ()T Q D f c b a ψψψψψψ=ψ,,,,, ()Q D f c b a r r r r r r diag ,,,,,r = () T Q D f c b a i i i i i i ,,,,,i ---= dq0坐标轴下： ??????-??????+????? ?+??????ψψ=??????fDQ dq fDQ dq i i r r 0S p u u 00dq0fDQ dq0fDQ dq0 式中 ()T d q 00S ，，ψψ-=ωωdq 4. 在同步发电机方程中，采用PARK 变换的目的是什么 （P9） 派克变换可以使我们通过等值变换，立足于d 和q 旋转坐标观察电机的电磁现象，从而能极好地适应转子的旋转以及凸极效应。经派克变换后所得的dq0坐标下的同步电机基本方程中的电感参数均为定常值，大大地有助于分析电机暂态过程的机理及有利于实用计算，从而在电机过渡过程分析及大规模电力系统动态分析中取得了广泛的应用。 5. PARK 变换及逆变换公式 （P12） 完整的经典派克变换： ? ???? ??????????? ???? ???? ---=???? ??????c b a c b a c b a q d f f f f f f 212 12 1sin sin sin cos cos cos 320θθθ θθθ 或记作 abc dq0Df f = 完整的经典派克变换的逆变换： ???? ? ???????????? ???---=??????????0b 1sin cos 1sin cos 1sin cos f f f f f f q d c c b a a c b a θθθθ θθ 或记作 dq0-1abc f D f = 6. 列写出发电机abc 和dq0坐标下的功率方程式。 （P7）、（P18）
电力系统的基本知识 答案
10 标出图１－10 中发电机和变压器的额定电压。 自测题（一）---- 电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（A）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D、保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（A）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷。 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（D）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（B）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（C）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配电线路。
6、关于变压器，下述说法中错误的是（B） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D、变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（A）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B、燃料消耗率、建设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（D）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（D）。 A、交流500kv，直流； B、交流750kv，直流； C、交流500kv，直流；； D、交流1000kv，直流500 kv 。 10、用于连接220kv和110kv两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（D）。 A、220kv、110kv； B、220kv、115kv； C、242Kv、121Kv； D、220kv、121kv。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（B）。 A、单电源双回路放射式； B、双电源供电方式； C、单回路放射式接线； D、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（C）。 A、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（D）。 A、交流500kv通常用于区域电力系统的输电网络； B、交流220kv通常用于地方电力系统的输电网络； C、交流35kv及以下电压等级通常用于配电网络；
现代控制理论在电力系统及其自动化中的应用
现代控制理论在电力系统自动化中的应用 摘要：本文综述了近年来模糊逻辑控制、神经网络控制、线性最优控制、自适应控制在电力系统稳定，自动发电控制，静止无功补偿及串联补偿控制，燃气轮机控制等方面应用研究的主要成果与方法，并提出若干需要解决的问题。 关键词：电力系统模糊控制神经网络最优控制自适应控制 1 前言 电力系统能否安全稳定运行关系到国计民生，因此电力系统稳定性控制技术的选择变得尤为重要。电力系统是一个越来越大，越来越复杂的动态网络，它具有很强的非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广泛，大部分原件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效的控制是极为困难的，国内外因电压不稳导致的停电事故时有发生。这些都使电力系统的稳定性控制问题变得越来越复杂，也正是因为问题的复杂性而使得现代控制理论得以在这一领域充分发挥其巨大的优势。随着越来越先进的电力电子器件的出现和计算机技术的发展，先进的现代控制方法在电力系统领域的应用变的越来越广泛。本文主要介绍了模糊逻辑控制、神经网络控制、最优控制和自适应控制在电力系统中的应用，并提出相关问题的相应解决方法。 2 电力系统的模糊逻辑控制 电力系统的模糊逻辑控制就是利用模糊经验知识来解决电力系统中的一类模型问题，弥补了数值方法的不足。从Zaden L.A.1965年发表了Fuzzy Sets[1]一文以来，模糊控制理论作为一门崭新的学科发展非常迅速，应用非常广泛。目前国内外对电力系统模糊控制的研究成果越来越多，这显示了模糊理论在解决电力系统问题上的潜力。 模糊逻辑控制是从行为上模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用的控制方法，它适于解决因过程本身不确定性、不精确性以及噪声而带来的困难。模糊控制常用来描述专家系统，专家系统作为一种人工智能方法，其在电力系统中得到应用，弥补了数值方法的诸多不足。专家系统利用专家知识进行推理，由于系统参数的不确定性，专家知识经常采用模糊描述。 模糊逻辑控制器（FLC）属于知识库系统，它由专家管理控制系统和专家直接控制系统所构成。专家管理控制系统使用模糊逻辑在主循环中调整控制器，例如调整电压控制器的参数。 ?、f?和任意连续非线性函数可以由一系列模糊变量、数值和规则来模拟，这里P