二、電力係統頻率的調整
頻率主要取決於電力係統的有功功率的平衡,頻率偏僻低,表示發電出力不足。
電力係統的頻率特性,對電力係統的運行管理和自動裝置的正確配置與選擇有重要意義,主要分為負荷的靜態特性和動態特性。電力係統負荷的增加或減少,電源的投入或切除,電網發生突然的斷線和短路故障,線路和並聯運行的變壓器的投入或切除,都會不同程度地引起電力係統頻率的變化。
電力係統頻率調整,主要是使電網頻率在允許偏僻差範圍內變化,以保證用戶的電能質量。但是,如果一個電力係統中所有電源同時參加頻率調整,可能引起欠調或過調,造成電網長時間頻率擺動,因此,一個係統應選擇一個主調頻廠。主調頻廠應具有容量大、增減負荷迅速的特點。此外,還要確定第二、第三調頻廠。這些調頻廠擔負不同的調頻任務。隻有合理選擇調頰廠,用戶嚴格按計劃用電指標用電,才能保證電力係統頻率質量。
為了使電網頻率的變化不超過允許偏僻差值,必須對頻率進行調整。一般來說頻率的調整比較複雜,因為電網頻率與電力係統的靜態特性、負荷變化有關;與電源廠的機組負荷分配及出力增減速度有關;與電網調度運行方式,調度計劃、功率平衡、能源平衡等都有關。電網負荷計劃的準確與否,直接關係到電網頻率質量,因此應編製電網的日、周、月、季、年負荷計劃;編製電網日、周、月、季、年檢修計劃;製訂電力係統調度部門、用電管理部門、大用戶以及電源廠運行人員之間共同調頻的規則,並嚴格按調頻規則執行。
電力係統值班人員應當采取下列措施以確保電網頻率在允許偏僻差範圍內變化。
頻率低於允許偏僻差時,應立即檢查用電負荷,對超計劃用電地區必須在指定時間內壓下其所超負荷,或按拉閘順序切除係統部分負荷;做好備用機組的開機準備,按係統調度員指令隨時將備用機組投入係統以提高頻率;短時間內,在保證中樞點電壓水平不低於90%額定值條件下,允許降低係統電壓運行,以減少用戶的有功需要提高電網頻率。
當電力係統發生事故時,電力係統頻率下降會很快,幅值會很大。在這種情況下,為了使係統頻率保持在允許偏僻差值以內,除了壓用電負荷、切除部分負荷和啟動備用機組外,還可以壓縮電源廠內用電,特別是當係統頻率下降到46赫茲而出現危及廠用電安全時,可解列適當容量機組和重要用戶的用電。
三、電力係統頻率調整過程
電力係統頻率調整與係統中有調整能力的電源廠的所有發電機均有聯係,所以需要將機組、廠頻率靜態特性曲線相比,得出全係統所有電源廠機組的頻率特性曲線,同時,在同一圖上繪出全係統的負荷的頻率靜態特性曲線,依據該曲線分析判斷某一功率在缺額時的頻率變化情況以及各電源廠的出力變化情況。為了避免在頻率調整過程中出現的頻率長時間不穩定或過調現象,頻率的調整應按順序進行。將電力係統中電源廠分為主調頻廠、輔助調頻廠、非調頻廠三種,主調電源廠負責全係統的頻率調整工作;輔助調頻廠由少數幾個電源廠擔任,僅在係統頻率超過某一規定的偏僻差後才參與係統的頻率調整工作。非調頻電源廠在正常運行情況下帶有固定負荷。
電力係統的基本任務是向用戶提供充足、可靠、合格和廉價的電力。因此,最大限度地滿足用戶的用電需要、保證電能質量、保證供電的可靠性,同時保證電力係統的經濟性,是對電力係統的基本要求。
正常情況下,當用電負荷突然增加而電源出力又未能及時增加時,電力係統發電機轉速下降,頻率降低,電網的有功功率隨頻率下降而減少,電網在新的狀態下找到暫時的平衡點,而頻率下降時,調頻廠調整機構投運,從而提高電源出力使電網頻率恢複到允許偏僻差範圍內。當用電負荷突然減少時,頻率調整將依上述相反過程進行。
一個電網,無論是電力規劃所引起的問題,還是電網運行中所產生的問題,在缺電情況下,一旦出現超負荷運行,而電源出力又不能隨之增加的情況下,就會造成電網頻率下降,這時,必須按電網頻率允許偏僻差值減負荷,以保證電網頻率在允許偏僻差範圍內運行。