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电子技术应用@影响电力系统频率特性的因素研究( 二 )


不同电力系统负荷频率静态调节效应系数不同 ， 同一系统不同时间段负荷频率静态调节效应系数也不同 。 当系统出现功率缺额(或过剩)时 ， 可利用KD系数估算出系统频率下降(或上升)值 ， 这是调度中心必须掌握的运行参数[9] 。
发电机也有频率静态调节效应 ， 用系数KG表示 ， 它由调速器调差系数决定 ， 即KG=1/δG 。 发电机频率调节效应与负荷相反 ， 当频率下降(或升高)时 ， 发电机输出有功功率增大(或减小) ， 这有利于系统有功功率平衡和频率的稳定 。 因此：
当发电机满载时 ， 系统频率下降 ， 发电机频率静态调节效应几乎不起作用 。
3电力系统频率调整方式
为了保持电力系统频率在额定值附近运行 ， 电力系统在正常运行方式下有三种调频手段：
（1）一次调频 。 依靠发电机组的调速器调频 。 当系统负荷发生变化 ， 造成机组输入功率与输出功率不平衡后 ， 会引起机组转速发生变化 ， 即频率发生变化 ， 随后各机组的调速器会反应频率的变化 ， 自动地调节进汽(水)阀门的开度 ， 改造机组出力 ， 是系统有功功率重新达到平衡[10] 。 这种调频方式是所有的发电机组(除了系统频率下降时的满载机组)都参与调频 ， 但不可能是频率恢复到原有值[11] 。
（2）二次调频 。 依靠发电机组调速器的同步器(调频器)进行调频 。 机组调速器的同步机由伺服电动机等元件组成 ， 控制伺服电机的正反转 ， 就可调整转速的整定值 ， 相当于平移发电机调速器调差特性曲线(功率-频率特性曲线) 。 装有自动发电控制系统(AGG)的电厂 ， 可以通过AGG达到自动二次调频的目的 。 这种调频方式只有部分机组参与调频 ， 且调频可以恢复到原有值[12] 。
（3）三次调频 。 根据电力系统经济调度原则分配各发电机的有功功率 ， 称为三次调频[13] 。 这种调频不仅能使频率在额定值下运行 ， 还能使电力系统处于最经济状态下运行 。 这种调频方式由调度中心能量管理系统(EMS)来完成[14] 。 因种种原因 ， 目前只有少数电力系统实现三次调频 。
与频率静态调节效应一样 ， 也有电压静态调节效应 ， 因为负荷消耗的无功功率与电压也有零次方、一次方、二次方和多次方关系的 ， 这表示负荷消耗的无功功率与电压也成非线性关系[15] 。 当电压下降时 ， 负荷无功功率将减少；当电压升高时 ， 负荷无功功率将增加 。 这就是说 ， 当系统无功功率失去平衡而引起电压变化时 ， 系统负荷也参与对电压的调节 ， 其特性有助于系统无功功率在新的电压下重新获得平衡 ， 这种现象称为负荷的电压静态调节效应 。 同理 ， 也有发电机的电压静态调节效应 。 与频率静态调节效应不一样 ， 电压静态调节效应很难找到一个全网静态调节效应系数 ， 因此对此分析研究很少 。
4基于PSASP实际电网模型的算例分析
本电网是基于某实际电网中的局部电网搭建的电网模型 ， PSASP软件的仿真就是基于此局域电网进行的[16-17] 。 该电网的系统基准容量是1000MVA ， 下面介绍一些用PSASP软件的电网模型搭建与仿真成果 。
（1）切除发电机
切除发电机后 ， 总发电机的出力减小 ， 当发电机出力小于负荷(包括网损)需求时 ， 使发电机转速下降 ， 系统频率降低 ， 一方面由于发电机调速器作用 ， 其出力略有增加 ， 另一方面负荷有功功率与频率有关 ， 频率下降时负荷消耗的有功功率略有减少 ， 从而使供需达到新的平衡 ， 也就是在较低的频率下平衡 。
PSASP仿真中选择切除发电机天光G5 ， 仿真结果如图1所示 。
电子技术应用@影响电力系统频率特性的因素研究
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仿真观测的电气设备的数据是发电机天光G6的功角、天光G6的频率以及69号线路hm天光1101-hm天光1102的交流线的频率 。 从图可知 ， 切除发电机后 ， 发电机的功角出现了一段时间的震荡 ， 其频率逐渐降低到趋于平衡 ， 69号交流线的频率逐渐降低到趋于平衡 。 从而切除发电机后相当于整体发电机出力不足 ， 这时候根据前面发电机与负荷频率特性分析可知电力系统频率将降低 。


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