电力系统的频率调整

1、一次调频
　　正常运行点：A点 (f ₁, P ₁)。
　　当用电设备容量突然增加ΔP _L0，即P _L=> P _L’时，由于调速器动作，工作点由A => B，频率偏移：Δf = f ₂- f ₁<0。

　　如果调速器不动作，或机组满载，则f ₁=> f ₃。

　　当工作点由A => B，由于负荷的频率调节效应导致的功率变化量为：
　　ΔP _L= K _LΔf (Δf<0 => ΔP _L<0)
　　所以负荷功率实际增加量仅为：
　　ΔP _L0+ΔP _L=ΔP _L0+K _LΔf
　　发电机功率实际增加量为：ΔP _G=P ₂P ₁= - K _GΔf

　　功率平衡 => ΔP _G=ΔP _L0+ΔP _L,ΔP _L0= ΔP _G- ΔP _L= - (K _G+K _L)Δf , - ΔP _L0/ Δf = K _G+K _L= K _S =>系统的单位调节功率，MW/Hz
　　标幺值：
　　ΔP _L0/Δf = K _G*P _GN/f _N+K _L*P _LN/f _N
　　P _GN与P _LN之差为备用容量（热备用）。
　　如果机组满载，即备用容量为0，则P _L增加时，K _G=0。
　　[例1]某系统总负荷为50MW，运行在50Hz，K _L*=2.5，系统发电机总容量为100MW，调差系数σ%=2.5。当用电设备容量增加5MW时，系统的频率变为多少？实际负荷增量是多少？
　　解：K _G*=100/σ% =100/2.5=40,
　　　　K _G= K _G*P _GN/f _N=40 × 100 /50=80 MW/Hz,
　　　　K _L= K _L*P _LN/f _N=2.5 × 50 /50=2.5 MW/Hz,
　　　　代入 - ΔP _L0/ Δf = K _G+K _L, 得：
　　　　Λf = - 5 / (80 + 2.5) = - 0.0606 Hz，系统的频率变为：50 - 0.0606 =49.9394Hz
　　　　实际负荷增量是：ΔP _G= - K _GΔf = -80 × (- 0.0606)=4.8MW
　　(如果系统发电机总容量为50MW?)
　　n台机组并列运行时，如果系统频率变化，则各机组功率增量：
　　ΛP _Gi= - K _GiΛf , i=1,2,…,n。
　　n台机组输出功率的总增量为：

　　n台机组的等值单位调节功率为：

　　这时，仍有：
　　- ΛP _L0/Λf = K _GΣ+K _L

　　可见：
　　・K _GΣ>>K _Gi, 有利于调频；
　　・如果第j台机组满载，则P _L增加时， K _Gj=0。
　　[例2]某系统中有四台发电机组并列运行，向负荷P _L供电。已知各机组容量均为100MW，调差系数σ%=4；负荷K _L*=1.5。当P _L=320MW时，运行在50Hz。当负荷容量增加50MW时，在下列情况下，系统的频率变为多少？机组出力各是多少？
　　（1）机组平均分配负荷；
　　（2）两台机组满载，另两台机组平均分配余下负荷；
　　（3）一台机组满载，另三台机组平均分配余下负荷，但这三台机组因故最多只能各自承担80MW负荷。
　　解：（1）机组平均分配负荷，均为80MW，未满载。
　　　　K _G*=100/σ% =100/4=25,
　　　　K _G= K _G*P _GN/f _N=25 × 100 /50=50 MW/Hz,
　　　　K _L= K _L*P _LN/f _N=1.5 × 320 /50=9.6 MW/Hz,
　　　　代入 - ΔP _L0/Δf = 4K _G+KL, 得：
　　　　Δf = - 50 / (4 ×50 + 9.6) = - 0.239 Hz，
　　　　系统的频率变为：
　　　　50 - 0.239 =49.761Hz
　　　　　各机组实际功率增量是：
　　　　ΔP _G= - K _GΔf = -50 × (- 0.239)=11.95MW
　　　　　各机组出力为：
　　　　P _G= 80+11.95=91.95MW
　　　　（2）两台机组满载，不再参加一次调频；另两台机组平均分配余下负荷，出力均为60MW，未满载。因此，
　　　　- ΔP _L0/Δf = 2K _G+K _L, 得：
　　　　Δf = - 50 / (2 ×50 + 9.6) = - 0.456 Hz，
　　　　　 系统的频率变为：
　　　　50 - 0.456 =49.544Hz
　　　　　 未满载的两台机组实际功率增量是：
　　　　ΔP _G= - K _GΔf = -50 × (- 0.456)=22.8MW
　　　　　 这两台机组各自的出力为：
　　　　P _G= 60+22.8=82.8MW
　　　　（3）一台机组满载，不再参加一次调频；另三台机组平均分配余下负荷，各自承担（320-100）/ 3 = 73.333MW，未满载，但这三台机组因故最多只能各自承担80MW负荷，所以三台机组的可调容量为：
　　　　ΔP _GΣ=3 ×（80 - 73.333）=20MW 而负荷增加50MW，于是有
　　　　ΔP _L1=50 -20 =30MW的功率完全由负荷的频率调节效应承担，如图所示。

　　　因此，由 - ΔP _L1/ Δf = K _L, 得：
　　　Δf = - 30 / 9.6 = - 3.125 Hz，系统的频率变为：50 3.125 =46.845Hz
　　　最后，一台机组满载，其它机组均承担80MW的负荷。

　　本例总结

序号	参加一次调频的机组		频率偏移(Hz)
	台数	可调整的容量(MW)
（1）	4	80	-0.239
（2）	2	80	-0.456
（3）	0	0	-3.125