一次调频和二次调频的原理解析

一次调频和二次调频的原理解析
一次调频：
主要针对那些变化幅度小，周期短的偶然性负荷波动，当出现这类负荷波动时，发电机组原动机的调速器检测到转子转速的变化（负荷波动导致出现有功功率的不平衡进而导致转子转速变化），便相应地增加或减少导叶开度，使得原动机输出的机械功率能够跟上负荷的变化（重新达到有功功率平衡）。

调整的结果是系统的频率的确有一定程度的恢复，但不能完全恢复到额定频率（即无法做到无差调节，只能是有差调节）。

一次调频是系统所有发电机组都参与的，通过调速器进行调整。

而且一次调频属于细调（不能无限制地增加或减少原动机输出的机械功率，即带有一定限幅和死区）。

一次调频的具体过程如下：
如图所示，其中是负荷有功功率静态频率特性，是发电机有一次调频时的有功功
率静态频率特性。

正常情况下二者相交于O点,此时频率为=50Hz，发电机所发出的有功功率和负荷所消耗的有功功率二者平衡，均为。

若负荷突然增加（对应图中OA 段，此时负荷有功功率频率特性变为），此时由于原动机所输出的机械功率还未来得及变化，因此原动机输出的机械功率小于发电机输出的电磁功率（即负荷所消耗的有功功率），由牛顿力学定律可知，转子转速n下降，因此系统频率下降。

系统频率下降时，负荷本身的调节效应（即由频率特性曲线）将使得负荷所消耗的有功功率减少（沿AO'变化）；同时频率下降时，由发电机的频率特性曲线可知，其所发出的有功功率将增加（沿OO'变化），最终二者将在O'相交，此时系统有功功率重新达到平衡，频率下降到），频率下降过程中，负荷所减少的有功功率加上发电机所增加的有功功率等于刚开始的负荷增加量（即OA=OB+BA）。

二次调频：
主要针对那些变化幅度较大，周期较长的负荷波动。

当出现这类负荷波动时，发电
机组二次调频会相应增加或减少机械功率的输出。

如果这部分机械功率刚好等于负荷变化的功率，则系统的频率不会变化（即无差调节）；如果这部分功率少于负荷变化的功率，则还需靠各发电机的异常调频来完成调节，则系统的频率仍有小幅度偏移（即有差调节）。

二次调频是人为根据电网频率高低来调整机组负荷，而且二次调频是粗调，调节幅
度较大。

二次调频的具体过程如下：
如图所示，其中是负荷有功功率静态频率特性，是发电机带有一次调频时的有功功率静态频率特性。

同上所述，当负荷突然增加（对应图中OA段，此时负荷有功功率频率特性变为）时，若发电机仅仅有一次调频参与动作，则最终频率会下降到，此时频率偏移可能超过允许范围（50Hz）。

所以仅有一次调频是不够的，还需二次调频。

二次调频时手动或自动控制发电机原动机的调频器，使得发电机原动机输出的机械功率相应增加（对应图中OC段），即平移到。

但此时负荷增量仍大于原动机的输出机械功率（对应于图中CA段），因此系统频率仍会下降，此时系统所有的发电机的一次调频都会动作，进行调整，最终频率下降到），频率偏移为，比仅有一次调频的频率偏移小，符合国家允许范围，这时二次调频是有差调节（即系统频率最终还是略有偏差，不能回到额定值）；
若二次调频时发电机原动机输出的机械功率相应增加量刚好等于负荷初始变化量，则
系统不需再进行一次调频了，而且此时系统频率不会有偏移，仍为额定值，这时二次调频是无差调节。

二次调频的实现方法有以下两种：
1)电网调频由中心调度所调度员根据负荷潮流及电网频率，给各厂下达负荷调整命令，由
各发电单位进行调整，实现全网的二次调频。

2)采用自动控制系统（AGC），由计算机（电脑调度员）对各厂机组进行遥控，来实现调频
全过程，参与该系统的各机组必须具有几路协调控制系统。