电力系统频率调节优化方案

电力系统频率的一次调节是指利用系统固有的负荷频率特性，以及发电机组调速器的作用，来阻止系统频率偏离标准的调节方式。

电力系统负荷的频率一次调节作用为：当电力系统中原动机功率或负荷功率发生变化时，必然引起电力系统频率的变化，此时，存储在系统负荷（如电动机等）的电磁场和旋转质量中的能量会发生变化，以阻止系统频率的变化，即当系统频率下降时，系统负荷会减小；当系统频率上升时，系统负荷会增加。

发电机组的一次调频作用为：当电力系统频率发生变化时，系统中所有的发电机组的转速也发生变化，如转速的变化超出发电机组规定的不灵敏区，该发电机组的调速器就会动作，改变其原动机的阀门位置，调整原动机的功率，从而改善原动机功率或负荷功率的不平衡状况。亦即当系统频率下降时，汽轮机的进气阀门或水轮机的进水阀门的开度就会增大，增加原动机的功率；当系统频率上升时，汽轮机的蒸汽阀门或水轮机的进水阀门的开度就会减小，减少原动机的功率。

系统频率一次调节的特点如下：

1）系统频率一次调节由原动机的调速系统实施，对系统频率变化的响应快，电力系统综合的一次调节特性时间常数一般在10～30s之间。

2）由于火力发电机组的一次调节仅作用于原动机的进气阀门位置，而未作用于火力发电机组的燃烧系统。当阀门开度增大时，使锅炉中的蓄热暂时改变了原动的功率，由于燃烧系统中的化学能量没有发生变化，随着蓄热量的减少，原动机的功率又会回到原来的水平。因而，火力发电机组参与系统频率一次调节的作用时间是短暂的。由于蓄热量的不同，一次调节的作用时间为0.5～2min不等。

3）发电机组参与系统频率一次调节采用的调整方法是有差特性法，它不能实现对系统频率的无差调整。各机组有多少力出多少，没法精确出力的大小。

进行系统频率一次调节的意义如下：

1）自动平衡电力系统的第一种负荷分量，即那些快速的、幅值较小的负荷随机波动。

2）频率一次调节是控制系统频率的一种重要方式，但由于它的调节作用的衰减性和调整的有差性，因此不能单独依靠它来调节系统频率。要实现频率的无差调整，必须依靠频率的二次调节。(www.xing528.com)

3）对异常情况下的负荷突变，系统频率的一次调节可以起某种缓冲作用。

综合系统一次调频的原理如图1-8所示，其流程如下：

1）初始状态：运行于L₁（f）与G（f）的交点a，确定频率为f₀。

图1-8　综合系统一次调频原理图

2）负荷功率增加ΔP₁，负荷功频特性变为L₂（f），发电机进行一次调频，发出功率ΔP_g，L₂（f）与G（f）相交于c点，确定频率f₁。

3）此时，频率的偏差为Δf，一次调频结束。

4）若为瞬间的波负荷，ΔP₁消失，频率回归。

5）若不为瞬间的波负荷，如需要频率回到f₀，需进行二次调频，发电机增发ΔP_d的功率。