发电厂是如何知道用户的实时用电量的，是通过测量发电机转速还是测量电网中交流电的频率，还是其它方法？

Question

虽然发电机转速和电网中交流电的频率在某种程度上是相同的，但是我想知道发电厂到底是采用哪种方案，还有发电量的调节是不是总存在延迟。还有在改变发电量的时候是要控制电机转速在一定范围内还是电网中交流电的频率在一定范围内，还有这个范围是多少？

Answer 1

首先，发电机所发出的功率是由负荷决定的，就是说需要多少，发电机提供多少。
对于发电机来讲，电压的频率和大小很关键。发电机组就是检测电压和电流来计算电功率的。
如果电功率大的时候，就是说负荷大的时候，会直接影响原动机的转速，转速会下降，甚至停机，造成故障。像小功率发电机组（如柴油，汽油，燃气）都会有这个现象。
但是对于电网来说不会的，整个电网看做是无限单元，大型发电机全部并网发电，一般负荷不会影响整个电网的安全，但是有特殊情况。就想美国的大停电，就是由于部分网路受影响之后，造成整个网络的过载，才大停电。
一般情况下，如果负荷有过载现象，本地的断路器会断掉，隔离负荷，减小对网络的影响。
其实大停电也是对电力网络的保护。

追问

那你的意思就是说通过检测电流和电压的大小来计算此时用户的用电量，那发电机提供的电量也是这样计算的吗，还有你说的原动机是不是就是发电机，还是其他的什么机器，那负载大的时候是不是电压不变，仅仅是电流的增大呢，还有如果负载大于发电量，是怎么调节的，是增加机组还是增加锅炉的燃料，还是两种方法都有

追答

发电机是通过计算电压，电流和相位角来算出总功率，有功功率和无功功率的；
原动机是提供给发电机有用功的设备，发电机只是能量转化装置，将机械能转化为电能，它可不能产生能量。原动机像大的火力和水力发电，核发电，柴油、汽油、燃气发动机能将各种能量转化出来；
负载大，肯定是电流大；发电机的端口电压会降低，电动势基本原理；
如果电负荷是无功比较大，如电动机启动时的启动电流很大，其实是无功电流，是转化为磁场的，并不增加有功功率，就由发电机励磁系统来调节；
如果增加的电负荷是有功功率大，如增加很多的电灯，电炉等，必须增加原动机输出的功率，才能稳定转速，否则转速会下降，这时就增加燃料，如柴油发动机就多喷油；

追问

那在负载大于发电量的时候是优先增加燃料还是增加锅炉，还是两个方法都有，还有是不是只要在负载和发电量不匹配的时候就就要调节燃料的量还是等发电机的转速到一定的速度的时候才进行调节？

追答

1.发电机的出口电压也与原动机转速有关，
基本公式E=BLV，就是电动势等于磁场强度乘以导体长度乘以相对速度
2.负荷大了，原动机的转数往下降，肯定需要增加燃料，提高转速。
3.在发电机组的动态调解中，为了让原动机转速先恢复，有时是先降低电压的，等转速正常后再调节电压。

追问

那一般的发电厂是以原动机的转速为主来进行调节还是以什么因素作为调节的主要参考因素

追答

原动机看转速，发电机看电压。
有句老话“有功调转速，无功调励磁”。

追问

可能刚刚没问清楚，我想问的是发电厂是看原动机的转速达到一定的速度之后进行调节还是看负载和发电量的缺口达到一定程度进行调节，虽然两者最终反应可能是一样的，但是实际操作时用的什么方法呢

追答

前面说了，发动机是根据负荷的要求输出功率的，不能预先调。就是说负荷需求50KW，发动机就提供50KW，负荷需要1000KW，发动机就提供1000KW。
全是自动过程，没有人为参与。系统过不过载在于前期的设计，可不是在实际中再弥补。
举例来说：电厂现在有1台机组工作，电厂监控可设置一个功率值，相当于单台机组的80%功率，当负荷的功率需求达到这个值时，就启动第2台机组，并网发电，这样每台机组均分负荷，不就没问题了吗！

追问

恩，但是这样说的话，自动调节肯定会有延迟的，那是不是只要延迟符合一个标准就行？还有这个标准在实际操作时是要让原动机的转速在一定范围还是电网中电压的频率在一定范围，两个虽然是一样的，但操作的时候以哪个为准，还有发电机的有用功应该比负荷要高吧，还有输电线的损耗啊什么的

追答

说到点了。

所有的产品都有性能指标，机组也有，动态和静态都有，好坏就在瞬态值的大小范围及恢复时间。

没有正常转速就没有正常频率，你说那个更重要？

实际在电网中，只有电压的波动，是没有频率变化的，没有用电设备大到影响原动机的转速。
所以可以将电网看做频率不会变化的网络。
电网中的关键是电压，电压的闪动，波动都会造成用电设备的损坏。

你关注频率不对，发电机关注的是电压，电源质量也是电压的参数重要。

在电网中，原则是提供有用功；无功是本地提供，这样电网的效率才高；而且是高压线路，所以电流很小，损耗就小了。

追问

那如果电压的波动会造成设备的损坏，那么电压就应该保持不变吧，那如果原动机转速也基本不变，那负载变大之后，在发电量调节到和负载相等之前，发电设备中什么量发生变化了，是不是说电压在小范围内变化，变化的范围不足以使得设备损坏，还是其他的量发生变化了

追答

供电局的任务就是保证供电电压的正常，发电厂也是。

电网中波动的是电压，因为配电系统是分级别的，一级级配下去，有故障的时候就会影响局部的电压稳定。或者是自然原因如雷电的电击产生电压很高，也会影响系统电压，造成闪动。敏感的设备如果没有良好的保护就会损坏。

有些地方的电压是达不到标准的，如配电线路很长或配电容量不够，造成用户的入户电压很低，那也没辙，只能靠用户自己补偿。这在山区和重要厂矿地区都存在。

你在思考什么问题？

Answer 2

频率是不能变的，所以发电机转速必须恒定。
用电是靠检测电流实现的。发电量的调节是靠投入机组的数量。

追问

但是如果负载大了电机转速不就会下降吗，还有是检测电流的频率吗

追答

不会的，如果负载超过发电机的能力，也就是说电流超过一定值后就会自动切断负载。
发电机自己有稳速控制。

追问

那检测电流的哪些参数能知道此时的负载大于发电机发的电量呢，还有如果负载大于发电机的发电量怎么办，即使立刻增加机组数量也不可能立刻把这个缺口填上吧

追答

电流就是电流，还有什么参数呀！
功率=电压X电流，因为电压一定，所以当用电工率上升的时候。电流增加。
你连电流与功率的关系还没搞清楚，关系供电系统如何调功这样极其复杂的问题有什么意义？？？
简单地说，就是发电都会有一定的储备余量，当发现用电增加时可以提前增加投入的机组数量。

追问

那你的意思就是测量电流的大小喽，那电流增大了，由于是线圈切割磁场线，那线圈受到的阻力不就增加了吗，那维持电机转速不就需要更大的电机驱动力吗，那这个驱动力不就应该是锅炉的燃烧提供的吗，是不是要增加燃料的供应，这种调节能立刻完成吗，那还有储存余量是怎么回事，这种电不应该是发多少用多少吗

追答

你是做什么的？学生？还是技术人员？
你懂得汽车怎么控制速度吗？

追问

学生啊
我学的不是电气专业，也没学过汽车中的速度控制，我的问题只是研讨课的内容而已，因为不懂所以来问的啊，如果你知道并且愿意告诉我的话，我很感谢

追答

你随便找一些速度控制知识看看吧。这是基本的，与发电没有什么关系。
别想那么专业的事情，想象你骑自行车怎么控制速度就可以了。

Answer 3

发电厂并不是单独给用户供电的，而是与电网连接，由电网给用户供电。电网有调度，当用户容量大的时候，会下调度令让某一个电厂多发电。当用户负荷减少的时候，也是由调度下指令。或者由电网直调机组来调节电网负荷的变化。
也有一些自备小电厂单独向一个企业供电，由于电能不能储存，即发即用。所以发电机装有调速装置，当发电机发出的电大于用电容量时，发电机的转速或者供电频率会增大，机组运行人员或者自动调节器会将驱动发电机的原动机（如汽轮机）的输入动力降下来，从而减少发电机的出力。由于这种发电机单独供电的小系统，发电机的转速和电网的频率是一回事，所以取供电频率更方便一些。