国家电网招聘考试高频考点电力系统分析：电力系统频率和电压的调整

　　一、系统频率的调整

　　在正常情况下，系统频率是电力系统保持一致的运行参数。对系统中每一台发电机来说，其频率和转速的关系为：，其中：f—系统频率   p—发电机的极对数   n—发电机的转速。

　　电网的频率是由发电功率与用电负荷大小决定的，当发电功率与用电负荷大小相等时，电网频率稳定；发电功率大于用电负荷时，电网频率升高；发电功率小于用电负荷时，电网频率降低。要想保持频率不变，就要保持发电机的转速不变；要想维持发电机的转速不变，就要保持稳定的负荷。通过调整发电机的有功功率，可保持系统功率的供需平衡，使频率维持在一个变化较小的范围内。

　　频率调整是由一次调频和二次调频共同完成的：

      1）一次调频。根据中华人民共和国电力行业标准《电网运行准则》要求，电力系统的发电机组均应参与一次频率调整。一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。当电网频率升高时，一次调频功能要求机组利用其蓄热快速减负荷，反之，机组快速增负荷。

　　机组一次调频性能，是指电网频率发生偏离额定值的变化时，机组出力与电网频率的相关性，传统上用汽机调速系统的速度变动率（调差系数）及迟缓率（死区）表示。当频差或转速差超过死区值时一次调频开始动作，速度变动率（调差系数）是指令一次调频动作的比例，其值越大，一次调频的负荷变化越小，反之就越大。一次调节频功能在DCS内实施，可以转换成一次调频的变负荷要求与频差或转速差之间的关系。

　　早期汽机的一次调频功能由汽机液调系统完成，这些液调系统控制汽机由于其一次调频的死区大于电网的正常频率波动，所以目前正常情况下一次调频已经不起作用，只有电网有大的频率偏差才会动作。

　　现在机组一次调频控制方式为DEH加CCS，即DEH内额定转速与汽轮机转速差通过一定函数计算后直接动作调门；CCS进行补偿，保证机组负荷满足电网要求。

      DEH侧的一次调频代替原液调系统的功能，但其控制的性能有了很大的提高，而且一次调频的参数可能方便精确地设置。CCS方式都是把一次调频的负荷要求叠加在原负荷指令上，一方面使调门的动作与DEH侧的一次调频保持一致，另外改变锅炉指令，使锅炉与汽机能量上保持平衡。

      2）二次调频：为了使系统频率维持不变，需要运行人员手动操作或调度自动化系统AGC自动地操作增减发电机组的发电出力，进而使频率恢复目标值，这种调整叫二次调频。

      3）三次调频：频率二次调整后，使有功功率负荷按最优分配，即经济负荷分配是电力系统频率的三次调频。

　　二、系统电压的调整

　　在电力系统中，由于用户负荷及电网接线方式的改变，电网的电压损耗也将发生变化，保证电网电压的稳定运行是电力系统运行调整的首要任务之一。

　　电力系统的调压措施有：

      1）依靠改变发电机的端电压进行调压。

　　改变发电机的励磁电流就可调节发电机的端电压，一般发电机的端电压允许有±5%的波动，但对于远离负荷中心的发电厂，单纯依靠调整发电机的端电压则不能满足要求。

      2）依靠改变变压器的变比调压。

　　这种方式是通过改变系统的无功分布来实现调压的，在系统无功功率不足的情况下不能靠此办法来提高系统的电压。通常改变变压器的分接头有两种方式：有载调压、无载调压。

      3）依靠调相机、电容器组等无功补偿装置调压。

　　无功补偿装置实质上就是无功电源装置，依靠无功补偿装置调压，一方面通过维持系统的无功功率平衡来维持系统的电压水平；另一方面，依靠在用户端装设的无功补偿装置调压，可减少线路的有功和电压的损耗，从而提高线路末端电压水平，达到调压的目的。

      4）依靠改变输电线路的参数调压。

　　通过改变输电线路的电阻和电抗，可以达到改变电压损失的目的。一般情况下，线路电阻是一定的，主要是减少线路电抗来实现。减少线路电抗主要采用串联电容补偿的方法，因为当线路负荷快速变化时，电容能快速相应这种变化，从而达到调压的目的。

　　三、频率调整与电压调整的相互影响

　　电力系统的频率与电压的变化是互相影响的。当系统频率f降低时，装有自动励磁调节器的发电机的无功出力将因f的下降而增高，防止了电压的下降。当系统频率上升时，由于发电机自动励磁调节装置的作用，阻止了电压的上升，所以发电机的无功出力最终因频率上升反而减少了。

　　电压的变化也会影响系统有功负荷。电压升高时，有功负荷增加，会引起频率下降；电压降低时，有功负荷下降，会引起频率上升。

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