一、一次调频（调速器）
1. 基本原理
一次调频是通过发电机组的调速器自动实现的，属于有差调节。
调频过程分析
假设系统负荷突然增加 ：
- 初始状态：负荷增加 ，负荷的静态频率特性向上平移
- 功率失衡： → 频率下降 →
- 平衡点移动：O → A → O'
功率平衡方程
在新的平衡点O'处：
- 负荷变化：
- 发电机增发：
其中负号表示频率下降时发电机增发功率。
从而得到：
因此频率偏差为：
系统单位调节功率 ：
其中 为参与一次调整的机组数量。
一次调频的特点
一次调频是有差调节：
- 负荷变化后，频率会偏离额定值并稳定在新的频率
- 频率偏差
- 无法使频率完全恢复到额定值
2. 系统单位调节功率计算要点
计算注意事项
- 参与机组统计
- 若系统有 台机组，其中 台参与一次调整
- 系统单位调节功率：
- 标幺值归算
- 标幺值计算时，需将 、 归算至同一基值下的标幺值
- 注意：不同发电机的基准值是自己的额定功率，需要换算成有名值才能计算！
- 整定原则
- 系统单位调节功率大，有利于保证频率偏差较小
- 但某台机组的单位调节功率不能整定过大
3. 例题：系统单位调节功率计算
二、二次调频（调频器）
1. 二次调频的必要性
一次调频虽然能建立新的功率平衡，但存在频率偏差。为了将频率恢复到额定值或允许范围内，需要进行二次调频。
二次调频通过发电机组的调频系统（调频器）完成，使一次调整的静态特性曲线平行移动，将负荷变动引起的频率偏移保持在允许范围内。
2. 二次调频过程分析
假设负荷增加 ：
调频过程
1. 初始稳态运行（点O）
系统在额定频率 下运行，负荷功率 与发电功率平衡，运行点为O。
2. 负荷突增（O → a）
负荷突然增加 ，负荷特性曲线 向上平行移动至新位置，系统出现功率缺额：
- 运行点瞬时从O跳到a点
- 此时频率仍为 ，但功率失衡
3. 一次调频过程（a → O'）
调速器动作，系统沿着新的负荷曲线和发电机曲线寻找新的平衡点：
- 功率缺额导致频率下降：
- 频率下降触发调速器自动增加发电功率
- 同时，频率下降使负荷功率减少（负荷的频率特性）
- 最终达到新的平衡点O'，频率稳定在
- 此时：（有差调节）
4. 二次调频过程（O' → O''）
调频器介入，增加二次调频功率 ：
- 发电机特性曲线 向上平行移动
- 运行点从O'移动到O''
- 频率部分恢复：，满足
- 若实现无差调节，则可达到O'''点，使
5. 最终稳态（点O''或O'''）
- 有差调节（O''）：频率稳定在 ，仍有频率偏差
- 无差调节（O'''）：频率完全恢复到 ，
功率分配分析
负荷变化 等于线段 -，由三部分组成：
- a-b段：负荷调节功率
- b-c段：一次调频功率
- c-O''段：二次调频功率
功率平衡方程：
从而得到：
无差调节的理想情况
若为无差调节，系统运行点为O'''：
- 频率完全恢复：
- 二次调频功率等于负荷增量：
- 所有负荷增量完全由二次调频承担
3. 一次调频与二次调频的对比
对比项 | 一次调频（调速器） | 二次调频（调频器） |
实现方式 | 调速器自动动作 | 调频系统控制 |
调节类型 | 有差调节 | 可实现无差调节 |
响应速度 | 快速（秒级） | 较慢（分钟级） |
频率偏差 | （理想情况） | |
特性曲线 | 沿原曲线移动到新平衡点 | 整条曲线平行移动 |
作用 | 建立新的功率平衡 | 消除频率偏差 |
