文档介绍：第二节调频与调频方程式
前面已经谈到,调频是二次调节,用自动改变功率给定值增量,即上下平移调速器的调节特性的方法,使频率恢复到额定值。调速器的控制电动机称为同步器或调频器,功率给定值增量不同,同步器或调频器就上下平移调速器的调节特性。它是一个积分环节,只有在输入信号为零时,才不转动,停止调节。
控制调频器的信号有比例、积分、微分三种基本形式。
(1)比例调节,按频率偏移的大小,控制调频器按比例的增、减机组功率,即,这种调频方式只能减小而不能消除系统频率偏差。
(2)积分调节,按频率偏移对时间的积分控制调频器。即,这种方式可以实现无差调节,但负荷变动最初阶段,因控制信号不大而延缓了调节过程。
(3)微分调节,按频率偏移对时间的微分控制调频器。即,在负荷变动最初阶段,增、减调节较快,但随着时间推移趋于稳定时,调节量也就趋于零,在稳态时它就不起作用。
上述三种形式各有优点,应取长补短综合利用。将综合后的信号作为调频器控制信号,改变功率给定值增量,直到控制信号为零时为止。电力系统中实现频率和有功功率自动调节的方法大致有如下几种。
一、有差调频法
1)调频方程式:
有差调频法指用有差调频器进行并联运行,达到系统调频的目的的方法。有差调频器的稳态工作特性可以用下式表示,即
(3-10)
图3-9 有差调频器调频特性
式中、——调频过程结束时系统频率的增量与调频机组有功功率的增量
——有差调频器的调差系数
2)调频过程:
调频器的调整是向着满足调频方程式的方向进行的。
点1:
式(3-10)被满足,即(,)。
点2:
现在系统负荷增加了,则系统频率低于,式(3-10)左端新出现了负值,破坏了原有的平衡状态,于是调频器就向满足式(3-10)的方向进行调整,使获得新的正值,即增加进入机组的动力元素,直至式(3-10)重新得到满足时,调节过程才能结束。
该点的系统频率为(低于),发电机的功率为(大于),式又重新得到了满足。
3)机组间有功功率的分配:
当系统中有n台机组参加调频,每台机组各配有一套式(3-10)表示的有差调频器时,全系统的调频方程式可用下面的联立方程组来表示
(3-11)
式中—系统的频率增量
—第i台机组的调差特性
—第i台机组的有功功率增量(调频功率)
设系统的负荷增量(即计划外的负荷)为,则调节过程结束时,必有
(3-12)
右端是系统的等值调节系数。
式(3-12)也可以写为
(3-13)
以(3-12)代入式(3-11),可以求得每台调频机组所承担的计划外负荷为
( ) (3-14)
式(3-10)、式(3-11)、式(3-14)说明有差调频器具有下述优缺点。
4)优缺点:
1、各机组同时参加调频,没有先后之分
式(3-10)说明,当系统出现新的频率差值时,各调频器方程式的原有平衡状态同时被打破,因此各调频器都向同一个满足方程式的方向进行调整,同时发出改变有功出力增量的命令。调频器动作的同时性,可以在机组间均衡的分担计划外负荷,有利于充分利用调频容量。
2、计划外负荷在调频机组间是按一定的比例分配的
式(3-11)说明各调频器机组最终负担的计划外负荷与其调差系数成反比。要改变各机组间调频容量的分配比例,可以通过改变调节系数来实现。负荷的分配是可以控制