Первичное регулирование частоты

В нормальном режиме энергосистемы регулированию подлежат в основном отклонения частоты, обусловленные изменением состава и мощности потребителей.

Для регулирования частоты турбины электростанций снабжают регуляторами скорости. Регулировочная способность турбин определяется характеристиками регуляторов скорости. Характеристики бывают астатические и статические.

Принцип регулирования заключается в том, что при изменении частоты мощность турбины соответственно изменяется так, чтобы восстановить прежнюю частоту.

Наклон характеристики выражают крутизной. С увеличением крутизны статическая характеристика превращается в астатическую. При малейшем отклонении частоты турбины с астатическими характеристиками могут набирать сразу номинальную нагрузку, что обеспечивает быстрое регулирование. Однако при параллельной работе нескольких генераторов астатические характеристики непригодны, так как не обеспечивают однозначного устойчивого распределения нагрузки между станциями.

Общий дефицит мощности равен сумме приращений мощностей генераторов и нагрузки:

DР = DР_г +DР_н.

Процесс изменения мощностей генераторов и потребителей при отклонении частоты, стремящийся сохранить прежнее значение частоты, называют первичным регулированием.

При снижении частоты о полном дефиците мощностей нельзя судить только по увеличению мощности генераторов. Следует учитывать также изменение нагрузки потребителей по статическим характеристикам.

Если в момент снижения частоты на генераторах отсутствует резерв мощности, то такое же уменьшение генерируемой мощности DР приведет к большему снижению частоты Df₂. При полном использовании мощности станций первичное регулирование частоты происходит только за счет изменения мощности потребителей.

Изменение частоты в процессе первичного регулирования зависит от крутизны частотных характеристик турбин и нагрузки. Под крутизной характеристики понимают отношение процентного изменения мощности к процентному изменению частоты.

Для i‑го генератора крутизна характеристики

(12.6)
где

DР_гi = Р_гi – P_ном.

Здесь Р_гi – мощность i‑го генератора при отклонении частоты Df.

Для нагрузки

(12.7)
где

DР_г = Р_г – P_ном.

Здесь Р_н и Р – соответственно мощность нагрузки при номинальной частоте и ее отклонении Df.

Иногда вместо крутизны используют понятие статизма (коэффициента статизма) характеристики. Статизм s есть величина, обратная крутизне:

Крутизна k_г.с. зависит от состава включенных генераторов и величины резерва мощности. Если на части генераторов отсутствует резерв мощности (их k_гi = 0), то это уменьшает крутизну k_г.с., и при росте нагрузки отклонение частоты будет больше.