1 电力系统频率调整

1.1. 负荷分类：

一般将负荷变化分解成三种成分。

1.1.1 偶然性负荷

幅度很小, 周期又很短, 一般小于10秒, 具有随机性质, 称为微小变动分量。---1次调频

1.1.2 脉动性负荷

变动幅度较大, 周期大约在10秒至2~3分钟之间, 属于冲击性的负荷变动。-2次调频

1.1.3 趋势性负荷

长周期分量, 周期大约在2~3分钟之10~20分钟之间, 它是由生产、生活和气象等引起的负荷变化, 有其规律性, 可以预测。--3次调频

针对上述三种不同的负荷变动分量, 将频率调整相应划分为一次、二次和三次调整。

1.2. 频率的一次调整

一次调频是针对偶然性负荷。

由发电机原动机和负荷本身的调节效应共同作用下完成的，因而响应速度最快。但由于调速器的有差调节特性, 不能将频率偏差调到零，也就是说一次调整是有差调节，负荷变动幅度越大, 频率偏差就越大, 因此靠一次调整不能满足频率质量的要求。

发电机的单位调节功率KG：发电机组原动机的频率特性的斜率。它标志了发电机随频率的升高而减少出力，是可以整定的。

负荷的单位调节功率KL：综合负荷的静态频率特性也有一个斜率。它标志了负荷随频率的升高而增大的有功消耗，是不可以整定的。

系统的单位调节功率KS：它取决于发电机的单位调节功率和负荷的单位调节功率。KS标志了系统负荷增加或减少时，在发电机和负荷的共同作用下系统频率上升或下降的多寡。

系统的原始运行点：发电机组原动机的频率特性和负荷的频率特性的交点就是系统的原始运行点。如图1.3中的O点。

调频原理：

负荷增加ＯＡ段——》为满足负荷要求，机组增大出力，——》机组增大出力则会导致机组减速，频率降低——》负荷功率OA段由于频率的降低而减少到OB段，=》达到新的平衡点O’，达到一个新的平衡。同时产生频率偏差，不可修复。即频率降低了。但是系统所需有功也因频率的降低而减少。

设在点O运行时1.负荷突然增加ΔPL0，即2.负荷的频率特性突然向上移动ΔPL0，则由于负荷突增时机组出力不能及时随之变化，3.机组将减速，4.系统频率将下降。而在系统频率下降的5.同时，机组在调速器的一次调整作用下将增加出力，5并且.负荷的功率将因它本身的调节效应而减少。……》前者机组沿原动机的频率特性向上增加，后者负荷沿负荷的频率特性向下减少，经过一个衰减的震荡过程抵达一个新的平衡点，即图1.3中的O'点，对应频率偏移Δf = f0- f0'。

根据图1.3中的一次调频的几何关系可以看出：

ΔPL0 = BO + AB = (KG + KL) Δf = KS*Δf (1-1)

通过付出频率的代价而达到功率的平衡。即系统功率增大，仅用一次调频则会降低频率。

1.3. 频率的二次调整

二次调频是针对脉动性负荷。

这种调整需要通过自动或手动方式改变调频发电机的同步器(也称调频器)来实现。同步器位置的改变会平移调速系统的静特性, 从而改变发电机出力, 达到调频的目的。

在图1.3中，如果不进行二次调整，则在负荷增加ΔPL0后，频率将下降至f0'、功率增加为P0'。在一次调整的基础上进行二次调整，就是在频率f0'超出允许范围时，操作调频器，平移调速系统的静特性从而增加发电机出力，使频率特性向上移动。

设发电机增发ΔPG0，则运行点又将从点O' 转移到点O"，如图1.4所示。点O"对应的频率为f0"、功率为P0"，即二次调整后频率偏移Δf由一次调整时的Δf0'=f0- f0' 减少为Δf0"=f0- f0"，可以供应负荷的功率由一次调整时的P0'增加为P0"。显然，由于进行了二次调整，系统频率质量有了改进。

根据图1.4中二次调频的几何关系可以看出：

ΔPL0 = ΔPG0 + BC + AB = ΔPG0 + KS *Δf (1-2)

或 ΔPL0 - ΔPG0 = KS *Δf (1-3)

如果ΔPL0 =ΔPG0，即发电机如数增加了负荷功率的原始增量ΔPL0，则Δf=0，亦即实现了所谓的无差调节。无差调节如图1.4中虚线所示。

无差调节主要是在一次调频的基础上改变调速器静态特性曲线而达到增加出力的目的，进而是频率得到稳定。

1.4. 频率的三次调整

三次调频是针对趋势性负荷。

它随时间调整机组出力执行发电计划, 或每隔一段时间(如1分钟)按经济调度原则重新分配出力。

如果能准确地预计系统短期负荷、合理地安排发电计划（包括机组启停），既保证了全系统的经济运行，又在事前就达到AGC控制的要求，避免AGC频繁调节机组。

目前，尚有大量机组不能参加AGC，如果这部分机组能严格按照计划运行，实际上也参加了发电控制，只是手动控制（MGC）而已。对于AGC可控机组来说，可以直接按在线经济调度的结果重新分配出力，达到经济运行的目的。

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