文档介绍：课程负责人：穆 钢 教 授
申 报 单位：东北电力大学
第五章 有功功率平衡和频率调整
内容提要
频率偏移产生的原因、影响、以及允许的频率偏离量？
保持频率偏移量不超过一定范围的条件
（如何保持有功功率的平衡）
电力系统的频率调22/8/23
最优分配负荷的目标函数和约束条件
1. 耗量特性:
发电设备单位时间内消耗的能源与发出的有功功率的关系。如图所示:
比耗量: 单位时间内输入能量与输出功率之间的比值.
耗量微增率: 耗量特性曲线上某点切线的斜率
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2. 目标函数和约束条件
目标函数
有功负荷最优分配的目的：在供应同样大小负荷用功功率的前提下，单位时间内的能源消耗最少。这里的目标函数就应该是总耗量最少。即为
为网络总损耗
以 表示某发电设备发出有功功率时单位时间内所需消耗的能源。
等式约束条件
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不计网络损耗时，上式可改写为:
不等式条件
各节点发电设备有功功率、无功功率和电压大小不得逾越的限额:
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用拉格郎日乘数法求解
可建立如下拉格朗日函数:
式中 为拉格朗日乘数
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以两台机为例
目标函数:
等式约束条件:
等耗量微增率准则
所以可得:
它表示为使总耗量最小，应按相等的耗量微增率在
发电设备或发电厂之间分配负荷。
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根据等耗量微增率准则得:
进而可以求得.
对不等式约束条件的考虑:
有功功率越限,则按限额发电,剩余功率在其他机组间重新按等耗量微增率原则分配.
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等耗量微增率准则的推广应用
实践中:由于能源消耗受限制
有功功率负荷的最优分配
其在火力发电厂与
水力发电厂之间的最优分配问题
消耗的水量受水库调度的约束
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上式中用小的时间段这和来表示积分效果，表示火电厂的燃料，表示水电厂消耗的水量。
水电的约束条件
为了简化分析，将负荷的分配局限于一个
火电一个水力发电设备之间，并略去网损。
同理由:
新的拉格朗日函数 :
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得:
若时间段取的很短,则可将式中的下标“k”可略去，可改写为：
由上可知，只要将水力发电厂的水耗量乘以某一个待定的拉格朗日乘数，就可将等耗量微增率准则应用到火力发电厂与水力发电厂之间负荷的最优分配。
即
水煤转换系数
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网损的修正
等式约束条件修正为：
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式中为 网损微增率(灵敏度)
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电力系统的频率调整
一、频率调整的必要性
所有用电设备都是按系统额定频率设计的，电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不利影响;
频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电;
因此必须保持频率在额定值上下，且偏移不超过一定范围。
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调速系统的基本原理
二、自动调速系统
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调速系统的基本原理
二、自动调速系统
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三、电源有功功率静态频率特性
原动机未配置自动调速系统时，其机械功率与频率的关系：
原动机配置自动调速系统后：
原动机的机械功率静态频率特性
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简化之：
四、发电机的频率特性
如上图，发电机频率特性的斜率为
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发电机的单位调节功率（单位MW/HZ）
该单位调节功率和机组的调差系数有互为倒数的关系。
机组的调差系数 ：
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单位调节功率的标么值为:
调差系数 ％。
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五、负荷的频率特性
负荷从电网中取用有功功率
与电网频率的关系如图:
其标么值为：
负荷的静态频率特性
负荷的单位调节功率
(单位 )
不能整定
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电力系统的一次调频（调速器作用）
初始运行点O，当负荷增加
则:
系统的单位调节功率系数
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一次调频为有差调频。
n台发电机：n台都参加一次调整：