电力系统频率调控方法研究开题报告

 2022-11-12 14:56:11

1. 研究目的与意义

电力系统频率是电能质量三大指标之一,电力系统的频率反映了发电有功功率和负荷之间的平衡关系,是电力系统运行的重要控制参数,与广大用户的电力设备以及发供电设备本身的安全和效率有着密切的关系。当系统有功出现供需失衡时,频率就会出现波动。失去频率稳定性的后果是系统发生频率崩溃,引起系统大停电。电力系统非额定频率运行的影响包括1、对用户的影响。2、对汽轮机的影响。3、对发电机组的影响。4、对压水堆核电厂的影响。5、对火电厂的影响。可见,研究系统频率稳定具有十分重要的意义。随着风电并网规模不断提高,常规发电机组所占比例逐步下降,系统频率的调节能力必然受到影响,因此电力系统频率调节的研究逐步成为了近年重点关注对象。本设计从分析系统频率特性出发,研究系统在正常情况下频率调整方法,以及异常情况下自动减负荷原理,并探讨如何在保证频率稳定性的基础上的经济运行。

2. 课题关键问题和重难点

电力系统频率调整为使电力系统频率的变动保持在允许偏差范围内而对发电机组有功出力进行的调整(见电力系统效率)。研究影响电力系统频率稳定的重要因素及保持稳定所要采取的措施,并结合新技术,提出应对方案。

电力系统频率调控中要解决以下几方面的问题:

(1)电力系统正常运行下频率的一、二、三次调节

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3. 国内外研究现状(文献综述)

为了维持电力系统的频率在允许的偏差范围内,需要根据负荷的变动不断进行频率的调整,其中包括人工手动调频和自动调频。自动调频与手动调频相比,不仅反应速度快、频率波动小,同时还可以兼顾到其他方面的要求。按电力部门规定,电网的额定频率为50Hz,大电网允许的频率偏差为0.2Hz。调整系统频率的主要手段是发电机原动机的自动调节系统。

(1)频率偏差产生的原因

在电力系统中,要使得所有发电机组转速的恒定运行,必须使得系统总共的电源供给与负荷功率总需求(其中也有传输环节的电能损耗)平衡。然而,要实现发电机组转速恒定并没有这么容易,这是因为电力系统中发电机组的出力和电力系统负荷每时每刻都在变化。当系统出现发电机组的有功功率和负荷的有功功率不平衡的情况时,系统频率便会因为发电机组和负荷的功率不平衡而出现变动,从而产生了频率偏差。系统频率偏差持续时间和大小由发电机控制系统对负荷改变的响应能力和负荷特性决定。只有在一种情况下,频率偏差才为0,那便是当系统负荷需求的总有功功率等于发电机的总输出功率时候。而在通常情况下,系统负荷需求的总有功功率并不总是等于系统发电机的总输出有功功率,那么在系统负荷需求的总有功功率较大的情况下,系统频率便会下降,频率偏差为负值;反之,在系统中所有发电机的总输出有功功率较大的情况下,系统频率便会上升,频率偏差为正值。加剧电力系统有功功率不平衡的因素有很多,多为电力系统大故障,如大容量发电设备退出运行,大面积甩负荷等,他们会使得电力系统频率偏差超出允许的范围。综上所知,频率偏差产生的根本原因是电力系统有功功率的不平衡。

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4. 研究方案

本设计在分析电力系统频率稳定性的基础上,发现运行中存在的问题,并结合新技术,提出应对方案。研究步骤:

(1)分析电力系统频率基本原理;

(2)研究电力系统正常情况的下的一次,二次,三次调频以及经济运行,研究功率频率电液调速系统;

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5. 工作计划

第1周 查阅并翻译相关资料,掌握国内外与本课题相关研究成果。

第2周 翻译外文资料,完成开题报告初稿;

第3周 完成开题报告终稿,编写论文提纲;

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