第四章 有功功率平衡和频率调整 4-1 电力系统频率偏离额定值对用电设备和电力系统都十分有害。 1、 频率变化对用电设备的影响 工业中大量应用异步电动机，其转速和输出功率均与频率有关。频率变化时，电动机的转速和输出功率随之变化，因而严重地影响到所拖动机械设备的正常工作和产品的质量。 现代工业、国防和科学研究部门广泛应用各种电子设备，当频率变化时，电子设备的精确性会受到影响。 2、 频率变化对发电机组和电力系统的影响 汽轮发电机组在额定频率下运行时效率最佳，频率偏高或偏低对叶片都有不 良的影响。频率过高，旋转设备的离心力过大，影响其机械强度；频率过低，容易引起汽轮机叶片振动，造成其寿命缩短或叶片断裂。 电厂用的许多机械（如给水泵、循环水泵、风机等）在频率降低时都要减小出力、降低效率，因而影响发电设备的正常运行，是整个发电厂的有功出力减小，从而导致系统频率的进一步下降。若频率下降过多，还会导致机组解列停运。 频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增大，无功功率损耗增加，这些都会使电力系统无功功率和电压调整增加困难。 4-2 频率的变化与电力系统的有功功率平衡之间有密切的关系。因为频率与发电机组的转速之间为线性关系，转速的变化取决于作用于发电机转子上的驱动转矩与制动转矩的平衡，而转矩的平衡受发电机输入机械功率与输出电磁功率的平衡关系的影响。发电机输入的功率减去励磁损耗和各种机械损耗后，如果能与发电机输出的电磁功率严格地保持平衡，则发电机的转速就能保持恒定不变，系统的频率就能保持恒定不变。 当发电机组的输入有功功率大于负荷的有功功率需求时，频率将升高；反之，则频率下降。因此，需要动态的调整的发电机输入机械功率，保持有功功率的动态平衡，从而使频率不超出允许偏差范围。 4-3 有功负荷有三种分量：第一种是变化幅度很小、变化周期较短（一般 10s以内）的负荷分量；第二种是变化幅度较大、变化周期较长（一般为 10s~3min）的负荷分量；第三种是变化缓慢的持续变动负荷。 第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整，称为频率的一次调频；第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这是必须有调频器参与频率调整，称为频率的二次调频。第三种变化负荷将在有功功率平衡的基础上，按照最优化原则在各发电厂之间进行分配。 4-4 电力系统运行中，在任何时刻，所有发电...
