电力系统频率分析

电力系统的频率与发电机的转速有严格的关系，发电机的转速是由作用在机组转轴上的转矩（或功率）平衡所确定的。

1.电力系统负荷的有功功率—频率静态特性

当频率变化时，电力系统中的有功功率负荷（包括用户取用的有功功率和网络中的有功损耗）也将发生变化。当电力系统稳态运行时，系统中有功负荷随频率变化的特性称为负荷的有功功率一频率静态特性。见图1。

图1 有功负荷随频率变化的特性

在额定频率附近，负荷的有功功率与频率呈直线关系。

用标么值表示为：

2.发电机组的有功功率—频率静态特性

当系统频率变化时，汽轮机（或水轮机）调速系统将自动改变进汽量（或进水量），以相应增减发电机输出的功率，调整结束后达到新的稳态。这种反映由频率变化而引起汽轮机（或水轮机）输出功率变化的关系，称为发电机组有功功率一频率静态特性。见图2。

图2 频率静态特征

这种代表功频静特性的直线的斜率为负数：

标幺值：

发电机的单位调节功率的倒数称为发电机组的调差系数：

如果负荷的有功功率突然增加，由于发电机输出的有功功率不能随负荷的突然增加而及时变动，发电机组将减速，电力系统频率将下降。在系统频率下降时，发电机输出增加，同时负荷所需的有功功率减少，最后在新的平衡点稳定下来。这一调节过程是由发电机和负荷共同完成的。

当电力系统由于负荷变化引起的频率偏移较大，采取一次调频尚不能使其保持在允许的范围以内时，通过频率的二次调整才能解决。

频率的二次调整就是以手动或自动方式调节调频器平行移动发电机组有功功率—频率静态特性，来改变发电机组输出的有功功率，使频率的偏差在允许的范围之内。

在频率的一次调整和二次调整同时进行时，系统负荷的增量是由三部分调节功率与之平衡的：

1.由频率的一次调整（调速器作用）增发的功率。

2.由频率的二次调整（调频器作用）增发的功率。

3.由负荷自身的调节效应而减少取用的功率。