频率变化的影响
对用户的影响
频率变化会直接影响用电质量和设备运行
- 产品质量下降：系统频率变化将引起异步电动机转速变化，影响产品质量
- 设备出力不足：系统频率下降使电动机功率下降，影响传动机械的出力
- 精密设备异常：影响电子设备的工作、电钟的准确性
对电力系统本身的影响
- 辅机运行问题：系统频率降低影响拖动电厂辅机的异步电动机的处理，严重时可能迫使锅炉停炉
- 机械损坏风险：低频运行会引起汽轮机低压叶片共振，缩短叶片寿命，严重时会使叶片断裂，造成重大事故
- 电压稳定问题：频率降低会增加励磁电流，增加系统无功损耗，当无功备用不足时导致电压下降。频率稳定也便于电压调整
调速器及其工作原理
调速器是实现频率控制的核心装置；
以下介绍的是最原始的机械装置；现在都可以通过数字化、自动控制原理的方式实现。
调速器的基本组成（不考）
- 转速测量元件——离心飞摆及其附件
- 放大元件——错油门（配压阀）
- 执行机构——油动机（接力器）
- 转速控制机构——同步器（调频器）
一次调频（有差调节）
工作过程：
当频率下降时：
特点： 这是一个有差调节过程，频率会稳定在一个新的数值，但不会完全恢复到原值。
调速器的调节特性
传递函数形式：
其中：
- 积分元件——错油门与油动机的作用
- 反馈元件——杆ACB的作用，反馈系数
最后的稳定条件：
发电机的静态调节特性
静态调差系数（调差率）
调差系数是描述发电机频率-功率特性的关键参数
定义：
多发出 1MW 的功率，频率要下降多少 Hz
标幺值形式：
当选择b点为额定运行点，a点为空载运行点，代入定义式：
转化为标幺值形式：
发电机的调节方程
单位调节功率
调差系数的倒数称为机组的单位调节功率：
标幺值形式：
物理意义： 表明频率发生单位变化时，机组出力的变化量。
典型值：
- 汽轮发电机组：，
- 水轮发电机组：，
无差调节
当调差系数 时，，机组出力变化不会引起频率偏差，实现无差调节。
只有调速器工作时，这是做不到的
调频器及其工作原理
二次调频，可以实现无差调节
工作过程：
通过调频器（同步器）动作：
特点： 可以实现无差调节，使频率恢复到额定值。
功率-频率电气液压调速器
优点：
- 灵敏度高、调节速度快、精度高
- 易实现综合调节和自动控制
- 参数整定方便，易实现校正控制
- 体积小，检修维护方便
负荷的静态频率特性
负荷的频率特性表达式
负荷的静态频率特性一般以多项式表示：
其中：
简化： 忽略高次项，频率变化与负荷功率变化成线性关系，也就是：
负荷的单位调节功率
标幺值形式：
重要特性： 负荷的单位调节功率 由负荷性质决定，不能整定。一般 。
典型例题
例4.1 负荷调节效应系数计算
题目： 某电力系统中，与频率无关的负荷占30%，与频率一次方成正比的负荷占40%，与频率二次方成正比的负荷占10%，与频率三次方成正比的负荷占20%。求系统频率由50Hz下降到48Hz时，负荷功率变化的百分数及负荷调节效应系数 。
解：
(1) 频率降为48Hz时，，由式计算系统负荷为：
所以负荷变化的标幺值：
负荷变化用百分值表示：
(2) 频率偏差的标幺值 ，则负荷调节效应系数：
例4.2 频率下降计算
题目： 一电力系统总负荷为3000MW，。正常运行时频率为50Hz。假定此时系统全部发电机均满载运行。若系统在发生某一事故时失去了300MW的发电出力，系统频率将下降到什么数值？
解：
负荷变化标幺值：
由式(4.5)得：
即：
则系统频率将下降为：
