电力系统中最大频率偏差的计算

论文摘要

由于系统功率并不是一个恒定的值，而是随时变化的，在稳定的系统中，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，当系统频率低于48Hz时，电网系统会崩溃。在我们日常生活中，基本所有的电气设备频率都是50Hz，即在此频率下能正常工作，为保证用户和电厂的正常运行和安全，我们需要进行频率调整和控制，使得系统的频率变化不超过±0.2Hz。本文介绍了电力系统频率的一些基本概念，频率的静态特性和动态特性。并且给出了频率调整有关概念定义和频率调整时的有关问题。由于孤岛效应会对电力系统造成很大的危害，所以系统要稳定运行，必须有一定的反孤岛效应能力。由于大范围的频率偏差会对孤岛系统的频率有很大干扰。系统的最大频率偏差可以作为防止其它发电机跳闸的一个限定。而且重要的是在系统运行时要有一个准确的模型来计算它。本文提出了一个新的简化模型计算任意一台发电机或相关的负荷扰动时的最大频率偏差。该模型考虑了在不同发电技术下的电力系统中的原动机调速器的响应。模型的参数可以很容易地适应任意更复杂模型或测试。仿真结果已经由一个实际的电力系统针对该模型精确度做了检验。由于该模型的简单性，所以获得高精度的同时计算时间能够得以缩短。通过对比其他的调速器原动机模型，本文提出的模型具有更好的适应性，对不同发电技术有很好的适应性，所以也可以考虑应用于其他的电力系统中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电力系统频率的基本概念
• 1.3 频率调整的背景和意义
• 1.4 电力系统频率控制的必要性
• 1.4.1 频率对电力用户的影响
• 1.4.2 频率对电力系统的影响
• 1.5 本文的研究内容
• 第2章 电力系统的频率特性
• 2.1 电力系统的频率静态特性
• 2.1.1 电力系统负荷的频率静态特性
• 2.1.2 电力系统发电机组的频率静态特性
• 2.2 电力系统的频率动态特性
• 第3章 电力系统的频率调整
• 3.1 电力系统的频率偏差
• 3.1.1 频率偏差的定义
• 3.1.2 频率偏差的限值
• 3.1.3 频率偏差产生的原因
• 3.1.4 频率偏差过大的危害
• 3.2 频率调整的有关问题
• 3.2.1 主调频厂的选择问题
• 3.2.2 调峰容量调频需用容量及备用容量
• 3.3 按频率自动减负荷装置的整定计算
• 3.3.1 按频率减载切除负荷的总容量选择切除负荷的原则
• 3.3.2 按频率减载首级和末级动作频率的整定
• 3.3.3 按频率减载装置级数的确定
• 3.3.4 按频率减载装置的时限整定
• 3.3.5 按频率减载基本级和特殊级整定
• 3.3.6 配置重合闸的按频率减载装置
• 第4章 电力系统频率偏差的计算
• 4.1 几种频率偏差模型
• 4.1.1 古典系统模型
• 4.1.2 复杂调速器和原动机模型
• 4.1.3 简化了的调速器和原动机模型
• 4.2 最小频率模型
• 4.2.1 调速器和原动机的一阶模型
• 4.2.2 断开闭环
• 4.2.3 调速器与原动机的恒定斜率模型
• 4.3 最小频率的计算
• 4.4 实际系统数据的仿真结果
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录