一次调频

1一次调频

电力系统频率是电能质量最重要的重要指标之一。电力系统正常运行时，必须维持在50±（0.1—0.2）Hz的范围内。系统频率偏移过大时，发电设备和用电设备都会受到不良影响。轻则影响工农业产品的质量和产量；重则损坏汽轮机、水轮机等重要设备，甚至引起系统的“频率崩溃”，致使大面积停电，造成巨大的经济损失。

电力系统频率偏移的原因

电力系统的频率是反映系统有功功率是否平衡的质量指标。当系统发送的有功功率有盈余时，频率就会上升，超过额定频率；当系统发送的有功功率有缺额时，频率就会低于额定值。电力系统的频率与发电机的转速有着严格的对应关系，而发电机的转速是由作用在机组转轴上的转矩决定的，原动机输入的功率如果扣除了励磁损耗和各种机械损耗后能与发电机输出的电磁功率保持平衡，则发电机的转速将保持不变，电力系统所有发电机输出的有功功率的总和，在任何时刻都将等于此系统各种用电设备所需的用功功率和网络的有功损耗的总和。但由于有功负荷经常变化，其任何变动都将立刻引起发电机输出电磁功率的变化，而原动机输入功率由于调节系统的滞后，不能立即随负荷波动而作相应的变化，此时发电机转轴上的转矩平衡被打破，发电机转速将发生变化，系统的频率随之发生偏移。

在非事故情况下，负荷变化引起的频率偏移将由电力系统的频率调整来限制。对于负荷变化幅度小，变化周期短（一般为10s以内）所引起的频率偏移，一般由发电机的调速器进行调整，这就是电力系统频率的一次调整。对于负荷变化幅度大，变化周期长（一般在10s—3min）所引起的频率偏移，单靠调速器的作用，已不能把频率偏移限制在规定的范围内，必须有调频器参加调频。这种有调频器参与的频率调整称为频率的二次调整。然而在事故的情况下，如大型发电机组突然切除、输电线路发生短路掉闸或用电负荷突然大幅度增加，致使电力系统可能出现严重的功率缺额，使频率急剧下降，这时单靠水轮机或汽轮机组的调速器或调频器已经解决不了频率下降问题，必须采取紧急的低频减负荷控制措施，才能防止电网的频率崩溃，保证系统的安全、稳定运行。

电负荷改变引起电网频率变化时，电网中并列运行的各台机组均自动的根据自身的静态特性线承担一定负荷的变化以减少电网频率的改变，这种调节过程称为一次调频。由于汽轮机调节系统具有转速有差静态特性，所以一次调频不能维持电网频率不变，甚至不能保证电网频率不超过合格范围，他只能减缓频率变化程度。

一、转速变动率对一次调频的影响

1、转速变动率的定义：

根据调节系统的静态特性，当机组单机运行（孤立运行）时，电功率从零增加到额定值时，稳定转速相应改变，转速改变值与额定转速之比的百分数称为调节系统的速度变动率。

2、转速变动率对一次调频的影响：

负荷与功率是两个完全不同的概念。只有在机组处于稳态时两者才对应相等。

一个电网上往往有许多台机组在并列运行，在稳定运行状态时，各台机组的功率不全相同，但所有机组所发功率之和必与电网外界总负荷相平衡，即总共给等于总需求，从而共同维持住一个稳定的电网频率，各台机组的运行转速完全相同。当出现外界负荷扰动时，总共给与总需求之间的平衡关系被打破，若将电网中所有并列运行机组简化合成为一台功率等效的机组，则会引起这台功率等效机组的转速变化，也就是引起电网频率的变化。在这个频率变化影响下，各台机组调节系统相应动作，使汽轮机功率相应改变，当在新的条件下总共给与总需求达到平衡时，电网便达到了新的稳定状态。

为了进一步说明电网中并列运行机组的负荷自动分配特性，现假定电网中只有两台机组并列

运行，当外界负荷减少时电网频率上升，引起两台机组的调节系统各自动作。重新获得稳定后，其功率按各自的静态特性发生了变化，1、2号机功率都分别减少。

在电网负荷变动时，转速变动率大的机组功率的相对变化量小，而转速变动率小的机组功率的相对变化量大。

根据电网负荷经济调度的原则以及机组负荷变动的适应性，通常选择功率大、效率高的机组带基本负荷。在电网频率变化时，尽量使这些机组功率变动较小，以保证有较高的运行经济性与安全性，因而这类机组的转速变动率取4%—6%。另一类机组主要承担尖峰负荷，一般是一些效率较低，负荷变动适应性强的中小型机组。这类机组的转速变动率应选的小写，取3%—4%。

并列运行的某台机组，如果转速变动率特别小，则当电网频率小幅波动时就会引起这台机组功率大幅度晃动，机组工作不稳定，影响机组运行的安全性、经济性。从这里也可以看出汽轮机调节系统不易才用转速无差调节方式（无差调节常被用于供热汽轮机的调压系统中，使供热压力维持不变）。为了使机组可靠地运行，转速变动率不应小于3%。但是，如果转速变动率选的过大，则当电网负荷变化是，这台机组的功率变化很小，也就是一次调频能力很差，这将导致同一电网中其他机组的一次调频负担加重，另一方面，转速变动率过大易使机组甩负荷时超速量大，因而机组的转速变动率也不能过大，一般要求不超过6%。

2一次调频:

各机组并网运行时,受外界负荷变动影响,电网频率发生变化,这时,各机组的调节系统（发电机的调速器）参与调节作用,改变各机组所带的负荷,使之与外界负荷相平衡.同时,还尽力减少电网频率的变化,这一过程即为一次调频.

二次调频:

一次调频是有差调节,不有维持电网频率不变,只能缓和电网频率的改变程度.所以还需要利用同步器增、减某些机组的负荷，以恢复电网频率，这一过程称为二次调频。

只有经过二次调频后，电网频率才能精确地保持恒定值。二次调频目前有两种方法：

1，由调总下令各厂调整负荷。2，机组采用AGC方式，实现机组负荷自动调度简单的说，一次调频是汽轮机调速系统要据电网频率的变化，自发的进行调整机组负荷以恢复电网频率，二次调频是人为根据电网频率高低来调整机组负荷