发布时间 : 星期日 文章电力系统自动装置原理-复习更新完毕开始阅读9148604f915f804d2b16c1f4
第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节
一、选择题
1、电力系统频率和有功功率自动调节的目的是（B）。
A.在系统事故状态下维持频率在额定值 B.在系统正常运行状态下维持频率在额定值 C.在系统事故状态下阻止频率下降 D.在系统各种情况下阻止频率下降
2、并联运行的机组，欲保持稳定运行状态，各机组的频率需要（A）。
A.相同 B.各不相同 C.一部分相同，一部分不同 D.稳定 3、按对电力系统频率起的作用由大到小对负荷进行排序为（D）。
A.白炽灯、卷扬机、通风机 B.卷扬机、白炽灯、通风机 C.卷扬机、通风机、白炽灯 D.通风机、卷扬机、白炽灯
4、负荷调节效应对电力系统频率具有自动调节作用，有益于电力系统频率的稳定。若功率相同，则对电力系统频率的稳定作用最大的负荷是（A）。
A.白炽灯 B.金属切削机床 C.电解槽 D.通风机
5、如果保持原负荷不变，另外再增加一定数量的白炽灯负荷，则负荷的调节效应系数会（C）。
A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 6、一般情况下，电力系统负荷调节效应系数K的大小为（B）。
A.0～1 B.1～3 C.3～5 D.5～7 7、下列哪种情况会引起电力系统频率增加? （D）。
A.增加发电机无功出力 B.减少发电机有功出力 C.减少发电机无功出力 D.增加发电机有功出力 8、电力系统频率低于额定频率运行时，反映电力系统的（B）。
A.有功功率供过于求 B.有功功率供不应求 C.无功功率供过于求 D.无功功率供不应求 9、电力系统频率高于额定频率运行时，反映电力系统（A）。
A.有功功率供过于求 B.有功功率供不应求 C.无功功率供过于求 D.无功功率供不应求 10、造成电力系统频率上升的原因是（C）。
A.无功功率过剩 B.无功功率不足 C.有功功率过剩 D.有功功率不足 11、造成电力系统频率下降的原因是（D）。
A.无功功率过剩 B.无功功率不足 C.有功功率过剩 D.有功功率不足 12、电力系统发生有功功率缺额时，系统频率会（C）。
A. 升高 B.不变 C.降低 D.无法判断
13、设某台汽轮发电机与无穷大系统并列运行，当调节该汽轮机进汽门大小时，可改变该发电机组输出的（C）。
A.电压 B.频率 C.有功功率 D.无功功率 14、电力系统频率的调整是指（A）。
A.频率的一次调整和根据频率偏差进行的二次调整 B.根据频率偏差进行的二次调整 C.频率的一次调整
D.根据日负荷计划曲线进行的二次调整
15、频率的二次调节的实现方式是改变调速系统的（A）。
A.速度给定值 B.速度变动率 C.PID参数 D.迟缓率
16、若只有频率的一次调节，没有频率的二次调节，则当负荷增加时，系统运行点有功功率（C）。
A.减小且频率上升 B.减小且频率下降 C.增加且频率下降 D.增加且频率上升
17、承担电力系统频率二次调整任务的发电厂称为（C）。
A.基荷电厂 B.调峰电厂 C.调频电厂 D.补偿电厂 18、调频电厂一般选择（C）。
A.核电厂 B.大容量机组的火力发电厂 C.丰水期的水电厂 D.非丰水期的水电厂 19、不能作为调频机组使用的发电机组是（B）。
A.水轮发电机组 B.抽水蓄能机组 C.核电机组 D.中小容量的火电机组 20、经升压变压器后并联的发电机组，对并联运行点而言，其调差系数（A）。
A.可以为负 B.必须为负 C.可以为零 D.应该为正 21、有功负荷的静态频率特性曲线是（A）。
A.单调上升的 B.单调下降的 C.水平直线 D.垂直直线 22、欲平移同步发电机的外特性曲线，需改变（C）。
A.调差系数的大小 B.调差系数的正负 C.发电机基准电压 D.强励倍数
23、电力系统中，可直接在机端并联运行的两台发电机组的调差系数必须为：1台正调差，另1台（C）。
A.为零调差 B.为负调差 C.也为正调差 D.调差无特别限制
24、发电机调速系统若按恒功率（P=常数）特性运行时，此时的静态特性曲线是P-f平面上的一条（A）。
A.水平直线 B.向右上角上翘的直线 C.向右下角下倾的直线 D.上下垂直的直线
25、调速系统的迟缓现象，可用迟缓率（或称不灵敏度）ε来描述，实用中迟缓率ε（D）。
A.取值大小与运行无关 B.越大对运行越有利
C.越小对运行越有利 D.取值适中对运行更有利
二、填空题
1、电力系统对频率的要求比对电压的要求更为严格，通常频率与额定值的偏差不超过?0.2Hz。
2、频率是电能质量的重要指标之一，在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数。
3、系统频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡所致，因此调频与有功功率调节是不可分开的。 4、电力系统频率的变化，对生产率以及发电厂间的负荷分配都有直接的影响。、
5、负荷的频率调节效应系数KL*是电力系统调度部门要求掌握的一个数据。调度部门知道了KL*的大小，即可得到频率偏移量和功率调节量之间的关系。
6、发电机组的转速调整是由原动机的调速系统来实现的。
7、当发电机组未配置调速器时，其输出功率的最大值是在额定条件下出现的。
8、在电力系统中，所有机组的调速器都为有差调节，由它们共同承担负荷的波动。
9、调速器通常分为机械液压调速器和电气液压调速器；按照控制规律划分，又可以分为比例积分调速器和比例-积分-微分调速器等。
10、功率-频率电液调速系统主要由转速测量、功率测量、转速和功率给定环节，电量放大器和电液转换器及液压系统等部件构成。
11、电力系统的频率和有功功率调节系统主要是由调速器、发电机组和电网等环节组成。 12、调度一般将运行电厂分为调频厂、调峰厂和带基本负荷的发电厂三类。
13、带基本负荷的发电厂一般由经济性能好的高参数火电厂、水电厂和核电厂担任。 14、调峰电厂一般由经济性能较差的机组担任。
15、调频电厂承担计划外负荷，为保证调频任务的完成，系统中需要备有足够容量的调频机组，还须具有一定的调整速度以适应负荷的变化。
16、电力系统中实现频率和有功功率自动调节的方法有：主导发电机法、同步时间法和联合自动调频法。 17、联合电力系统调频方式包括：恒定频率控制、恒定交换功率控制和频率联络线功率偏差控制。 18、电力系统的频率调节涉及系统中有功功率平衡和潮流分布。 19、汽轮发电机组包括锅炉、汽轮机、发电机。
三、简答题
1、画出负荷的静态频率特性，简述负荷的频率调节效应。
答：
当系统内机组的输入功率和负荷功率间失去平衡而引起系统频率波动时，系统负荷也参与了对频率的调节，它的特性有利于系统中有功功率在新的频率值下重新获得平衡。这种现象称为负荷的频率调节效应。 2、发电机机组间的有功功率分配与其调差系数有何关系？
答：发电机组输出功率的增量与调差系数成反比，调差系数小的承担较大的有功功率增量，调差系数大的承担较小的有功功率增量。
3、调速器通常分为哪些类型？它们各有什么特点？
答：调速器通常分为机械液压调速器和电气液压调速器两类。
机械液压调速器只按转速（频率）偏差产生控制作用，原理简单，易于理解；电气液压调速器具有的优点主要有：⑴ 灵敏度高，调节速度快，调节精度高，机组甩负荷时转速的过调量小；⑵ 容易实现各种信号的综合调节.有利于综合自动控制；⑶ 参数整定灵活方便，可在运行中改变参数，并便于增添改善动态性能指标的校正控制部件；⑷ 体积小，检修维护方便。 4、电力系统为什么分一次调频和二次调频？有什么区别？
答：电力系统稳态运行时的频率调整可以通过频率的一次调频和二次调频实现。
当系统负荷发生变化时，系统中各发电机组均按自身的静态调节特性，不分先后同时通过各自的调速器系统进行调节，即一次调频。当负荷变动较大时，一次调频结束时的系统稳态频率可能偏离频率额定值较大。如要使频率回到额定值附近，必须移动静态调节特性，改变调速系统的给定值，即通过二次调频来实现。
一次调频是通过调速器调节系统来实现，其调节结果是发电机组的功率-频率特性曲线不变，调整结束时系统稳态频率
与频率额定值偏差较大，属于有差调节；二次调频是通过调频器调节系统来实现，其调节结果是发电机组的功率-频率特性曲线平移，调整结束时系统的额定频率值偏差很小或趋于零，可实现无差调节。 5、电力系统实现二次调频有哪些方法？各有何优缺点？
答：⑴ 主导发电机法：在调频厂中一台主导机组上装设无差调频器，在其他机组上装设有功功率调整器；调节简单，容易实现，且有好几台机组一起承担系统负荷变动；但开始时只有一台主导机先行调节，调节过程缓慢。协助调频机组与主导机组在同一电厂较易实施，只适用于中小型电力系统。
⑵ 同步时间法：按频率偏差的积分值来进行调节；采用集中调频方式，可适用于众多电厂参与调频。调节速度较缓慢，且能保证频率的瞬时偏差在规定的范围内，需与频率的瞬时偏差相结合。且计划外的负荷越大，频率累积误差也越大。
⑶ 联合自动调频：调节控制优化，可全面完成调频经济功率分配方面的任务，系统的潮流分布符合经济、安全原则。 6、电力系统自动调频的任务是什么？对调频系统有哪些要求？
答：电力系统自动调频的任务主要是对系统的频率进行监视和控制，及时调整发电机组的出力，使系统的有功功率达到新的平衡，保证系统频率在规定范围内。此外，在满足频率质量的前提下，还要考虑如何使发电成本最小，即按经济原则在电厂和机组间分配有功负荷，以达到电力系统的经济运行。
调频系统应有足够的调整容量、调整精度和调整速度。
7、电力系统调频厂的主要任务是什么？对调频厂的选择有什么要求？
答：调频电厂的主要任务是实现频率的二次调整，调频厂一般是带系统计划外的负荷。
对调频电厂的选择要求是：应有足够的调整容量，并且有足够快的调整速度。一般来说系统中有水电厂时应选水电厂作调频电厂，没有水电厂或水电厂不宜作调频电厂时（如洪水期），则选中温中压火电厂作调频电厂。在一个系统中，如果一个调频电厂的调整容量不够时，则可选择几个调频电厂，并规定它们的调整频率范围和顺序。 8、什么是电力系统集中式联合调频？集中式联合调频有何优点？
答：集中式联合调频是从全系统的角度确定各调频机组的调节量，其主要过程是：将系统中各发电机组的实发功率、系统各线路潮流、各节点电压等由各厂站端的远动装置送到调度中心，形成实时数据库，调度中心计算机的相关软件按预定的数学模型和调节准则确定各调频电厂或调频机组的调节量，并通过远动通道把调节指令发送到各厂站调频机组的控制器，使各调频机组按指令执行有功功率的调节。
其优点是：维持系统频率为额定值，保证电能质量，易于实现综合优化控制，使系统的潮流分布符合经济、安全等原则。 9、电网调度自动化系统中，自动发电控制（AGC）软件的主要任务有哪些？说明AGC的工作原理。
答：AGC软件的主要任务：⑴ 维持系统频率为额定值，在正常稳态情况下，其频率偏差在0.05～0.2Hz范围内；⑵ 控制地区电网间联络线的交换功率与计划值相等，实现各地区有功功率的就地平衡；⑶ 在安全运行前提下，所管辖的系统范围内，机组间负荷实现经济分配。
工作原理：AGC所需信息由各厂站侧的远动装置送到调度中心形成实时数据库。AGC软件按预定数学模型和调节准则确定各调频厂（或机组）的调节量，通过远动下行通道把指令送到各厂站。
四、计算题
1、某电力系统中，与f 0次方、1次方、2次方及3次方成比例的负荷分别占30%、40%、10%和20%，且当f = 50Hz时系统总的有功负荷为3200MW（包括有功网损）。
试求：⑴ 当f = 47Hz时，负荷变化的百分数及相应的KL和KL*；
⑵ 当f = 52Hz时，负荷变化的百分数及相应的KL和KL*；
⑶ 若f = 50Hz时，系统总的有功负荷为3600MW（包括有功网损），则上述两种情形的KL又是多大？
解：⑴ 当f=47Hz时，
f*?47?0.94 50由式（5-4）可以求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为：
PL*?a0?a1f*?a2f*2?a3f*3 ?0.3?0.4?0.94?0.1?0.942?0.2?0.943
?0.3?0.376?0.088?0.166?0.930
则 ?P ?)10?0L%?(1?0.930?PL%7??1.17于是 KL*?
?f%6P3200KL?KL*?LN?1.17??74.88(MW/Hz)
fN5052?1.04 ⑵ 当f=52Hz时，f*?50PL*?a0?a1f*?a2f*2?a3f*3 ?0.3?0.4?1.04?0.1?1.042?0.2?1.043?1.05
?5 则 ?PL%?(1.05?1)?100?PL%5??1.25 于是 KL*??f%4PLN3200?1.25??80.0(MW/HZ) fN50⑶ 当PMW时， LN?3600P3600KL?KL*?LN?1.17??84.24(MW/HZ)
fN50P3600KL?KL*?LN?1.25??90.0(MW/HZ)
fN50KL?KL*?2、设A、B两区域系统通过联络线相连，两系统的单位调节功率?A=?B =1250MW/Hz，它们的负荷增量分别是?PLA =100MW，
?PLB =50MW。在下面三种情况下，① A、B系统均装设按频率及联络线路功率调整的自动调频；② A系统有自动调频，B系统无自动调频；③ A、B系统均无自动调频。求?f、?Pt、?PGA和?PGB。
解：⑴ A、B系统均按调节准则??f''''??Pt?0自动调频时，
?fA??fB??f?0 ?PtA??PtB?0
''''?PGMW ?PA??PLA?100GB??PLB?50MW ⑵ A系统均按调节准则??f??Pt?0自动调频，B系统无二次调频时，
150?f???PLB????0.02Hz
?A??B2500?B1?PtA??PLB??50?25MW
?A??B2'''' ?PG??P?100MW?PALAGB?0
⑶ A、B系统无二次调频时，
?PLA??PLB100?50????0.06Hz
?A??B2500?P??PLB50?PtA??LA????25MW
22''''?P??PGAGB?0 ?f??