电力系统频率调整

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1、电力系统负荷可分为三种。第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动由很大的偶然性。第二种变动幅度较大，周期较长，属于这类负荷的主要有电炉、电气机车等带有冲击性的负荷。第三种负荷变动幅度最大，周期也最长，这一种是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动。电力系统的有功功率和频率调整大体可分为一次、二次、三次调整三种。一次调整或频率的一次调整指由发电机的调速器进行的，对第一种负荷变动引起的频率偏移的调整。二次调整或频率的二次调整指由发电机的调频器进行的，对第二种负荷变动引起的频率偏移的调整。三次调整其实就是指按最优化准则分配第

2、三种有规律变动的负荷，即责成各发电厂按事先给定的发电负荷曲线发电。在潮流计算中除平衡节点外其他节点的注入有功功率之所以可以给定，就是由于系统中大部分电厂属于这种类型。这类发电厂又称为负荷监视。至于潮流计算中的平衡节点，一般可取系统中担负调频任务的发电厂母线，这其实是指担负二次调频任务的发电厂母线。一：调整频率的必要性电力系统频率变动时，对用户的影响：用户使用的电动机的转速与系统频率有关。系统频率的不稳定将会影响电子设备的工作。频率变动地发电厂和系统本身也有影响：火力发电厂的主要厂用机械—风机和泵，在频率降低时，所能供应的风量

3、和水量将迅速减少，影响锅炉的正常运行。低频运行还将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，缩短叶片的寿命，甚至使叶片断裂。低频运行时，发电机的通风量将减少，而为了维持正常电压，又要求增加励磁电流，以致使发电机定子和转子的温升都将增加。为了不超越温升限额，不得不降低发电机所发功率。低频运行时，由于磁通密度的增大，变压器的铁芯损耗和励磁电流都将增大。也为了不超越温升限额，不得不降低变压器的负荷。频率降低时，系统中的无功功率负荷将增大。而无功功率负荷的增大又将促使系统电压水平的下降。频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停

4、电。调整系统频率的主要手段是发电机组原动机的自动调节转速系统，或简称自动调速系统，特别时其中的调速器和调频器（又称同步器）。二：发电机原动机有功功率静态频率特性电源有功功率静态频率特性通常可以理解为就是发电机中原动机机械功率的静态频率特性。原动机未配置自动调速时，其机械功率与角速度或频率的关系：式中各变量都是标幺值；通常。解释如下：机组转速很小时，即使蒸汽或水在它叶轮上施加很大转矩，它的功率输出仍很小，因功率为转矩和转速的乘积；机组转速很大时，由于进汽或进水速度很难跟上叶轮速度，它们在叶轮上施加的转矩很小，功率输出仍然很小；

5、只有在额定条件下，转速和转矩都适中，它们的乘积最大，功率输出最大。调速系统中调频器的二次调整作用在于：原动机的负荷改变时，手动或自动地操作调频器，使有一次调整的静态频率特性曲线平行移动，有调频器的二次调整后，原动机的运行点就从一根仅有一次调整的静态频率特性曲线过渡到另一根曲线。三：频率的一次调整称为发电机的单位调节功率，以MW/Hz或MW/（0.1Hz）为单位。它的标幺值则是发电机的单位调节功率标志了随频率的升降发电机组发出功率较少或增加的多少。这个单位调节功率和机组的调差系数互为倒数。或调差系数或与之对应的发电机的单位调节

6、功率是可以整定的，一般整定为：汽轮机组水轮机组综合负荷的静态频率特性称为负荷的单位调节功率，也以MW/Hz或MW/（0.1Hz）为单位。它的标幺值则是负荷的单位调节功率标志了随频率的升降负荷消耗功率增加或较少的多少。它的标幺值在数值上就等于额定条件下负荷的频率调节效应。所谓负荷的频率调节效应系数系指一定频率下负荷随频率变化的变化率显然，负荷的单位调节功率不能整定。电力系统综合负荷的单位调节功率大致为1.5。发电机组原动机的频率特性和负荷频率特性的交点就是系统的原始运行点。设负荷突然增加，则由于负荷突增时发电机功率不能即使随之

7、变动，机组将减速，系统频率将下降。而在系统频率下降的同时，发电机组的功率将因它的调速器的一次调整作用而增大，负荷的功率将因本身的调节效应而减少。前者沿原动机的频率特性向上增加，后者沿负荷的频率特性向下减少，经过一个衰减的振荡过程抵达一个新的平衡点。或称为系统的单位调节功率，也以MW/Hz或MW/(0.1Hz)为单位。系统的单位调节功率也可以用标幺值来表示。以标幺值表示时的基准功率通常就取系统原始运行状态下的总负荷。系统的单位调节功率标志了系统负荷增加或减少时，在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下降或上升的多

8、少。因此，从这个系统的单位调节功率可求取在允许的频率偏移范围内系统能承受多少负荷增减。可见，系统的单位调节功率取决于两个方面，即发电机的单位调节功率和负荷的单位调节功率。因为负荷的单位调节功率不可调，要控制、调节系统的单位调节功率只能从控制、调节发电机的单位调节功率或调速器的调差系统入手。