自動發(fā)電控制(AGC)的基本理論

1、自動發(fā)電控制(AGC)的基本理論自動發(fā)電控(AutomaticGenerationControl)簡稱AGC，作為現(xiàn)代電網(wǎng)控制的一項基本功能，它是通過控制發(fā)電機有功出力來跟蹤電力系統(tǒng)的負荷變化，從而維持頻率等于額定值，同時滿足互聯(lián)電力系統(tǒng)間按計劃要求交換功率的一種控制技術(shù)。它的投入將提高電網(wǎng)頻率質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和管理水平。自動發(fā)電控制有四個基本目標：使全系統(tǒng)的發(fā)電出力和負荷功率相匹配；將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；控制區(qū)域問聯(lián)絡線交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率的平衡；在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電廠間進行負荷的經(jīng)濟分配。上述第一個目標與所有發(fā)電機的調(diào)速器有關(guān)，即與頻率的一次

2、調(diào)整有關(guān)。第二和第三個目標與頻率的二次調(diào)整有關(guān)，也稱為負荷頻率控制LFC(LoadFrequencyControl)。通常所說的AGC是指前三項目標，包括第四項目標時，往往稱為AGC但DC(經(jīng)濟調(diào)度控制，即EconomicDispatchingControl)，但也有把EDC功能包括在AGC功能之中的。負荷頻率控制通過對區(qū)域控制偏差(ACE)調(diào)整到正常區(qū)域或零來實現(xiàn)系統(tǒng)頻率和網(wǎng)間的聯(lián)絡線交換功率的調(diào)整。ACE表達式如下：ACE=P-P)-10Bf-f)+K(T-T)(1.1)ASASTAS試中：P,P分別表示實際、預定聯(lián)絡線線功率；T、T分別表示實際電鐘時ASAS間和標準時間；f、f分別表示實

3、際、預定系統(tǒng)頻率；B表示系統(tǒng)頻率偏差系數(shù);ASK表示電鐘偏差系數(shù)。T聯(lián)絡線頻率偏差控制方式，TBC(TieLineBiasControl),ACE按上式形成;定頻控制方式，。CFC(ConstantFrequencyControl)，ACE不含(P-P)；定凈交AS換功率控制方式CNIC(ConstantNetInterchangeControl)，ACE不含(f-f)。ASACE體現(xiàn)的是電網(wǎng)中電力供需不平衡的程度，即在電網(wǎng)實際運行中，由于系統(tǒng)總的發(fā)電水平和負荷水平的不一致，導致系統(tǒng)的頻率或(和)聯(lián)絡線交換功率與其額定值(計劃值)的偏差。負荷頻率控制將ACE分配給AGC受控機組，通過調(diào)整機組的

4、出力來改變系統(tǒng)總的發(fā)電水平，以達到將ACE減到零的目的。自動發(fā)電控制(AGC)的基本理論1自動發(fā)電控制(AGC)概述自動發(fā)電控制在當今世界已是普遍應用的一項成熟與綜合的技術(shù)。它是能量管理系統(tǒng)(EnergyManagementSystem，即EMS)中最重要的控制功能。它的投入將提高電網(wǎng)頻率質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和管理水平。電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動控制統(tǒng)稱為自動發(fā)電控制(AGC)。由于系統(tǒng)發(fā)電機組的輸出功率不能與系統(tǒng)總負載功率相平衡，引起系統(tǒng)頻率變化。在系統(tǒng)緊急狀念時，大量功率缺額引起系統(tǒng)頻率的很大偏移。系統(tǒng)正常運行時，因系統(tǒng)中眾多負載瞬息萬變，引起系統(tǒng)頻率變化58,如圖3.1所示。由于各種負載變

5、動性質(zhì)差異，引起系統(tǒng)頻率動態(tài)響應的性質(zhì)也不同。負載變動性質(zhì)可歸納為三種：第一種是幅值小但波動頻率較高的隨機分量，稱為隨機波動的負荷分量59,變化周期一般小于10s,可以由發(fā)電機組的慣性和負荷本身的調(diào)節(jié)效應自然地吸收掉。對應的調(diào)整方式是發(fā)電機組的一次調(diào)節(jié)。如圖3.2：圖3.2擾動后一次調(diào)節(jié)的頻率曲線第二種是變化幅值較大的脈動分量，稱為分鐘級負荷分量，變化周期是10s到(23)min之間，由于脈動分量引起的頻率偏移較大，一次調(diào)頻是有差調(diào)節(jié)，調(diào)整結(jié)束后，存在頻率偏移和聯(lián)絡線父換功率不能維持規(guī)定值，更不能保證系統(tǒng)功率的經(jīng)濟分配。這就需要旌加外界的控制作用，即二次調(diào)頻，才能將頻率調(diào)整到允許范圍之內(nèi)。二次

6、調(diào)頻是用手動或通過自動裝置改變調(diào)速器的頻率(或功率)給定值，調(diào)節(jié)進入原動機的動力元素來維持電力系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)方法，也稱為電力系統(tǒng)的二次調(diào)節(jié)?？梢?，脈動分量是AGC需要調(diào)節(jié)的主要變量。如圖3.3：640011速轉(zhuǎn)定額/速轉(zhuǎn)際實640011速轉(zhuǎn)定額/速轉(zhuǎn)際實100989620406080100實際出力/額定出力圖3.3二次調(diào)節(jié)第三種是變化緩慢的持續(xù)分量，它的變化有一定規(guī)律，可根據(jù)經(jīng)驗用負荷預測的方法預先估計出來，通過調(diào)度部門預先編制系統(tǒng)發(fā)電計劃與之平衡。2自動發(fā)電控制的一般過程圖3.4表示某一聯(lián)合電力系統(tǒng)，由3個區(qū)域及3條聯(lián)絡線組成。各區(qū)域內(nèi)部有較強的聯(lián)系，各區(qū)域間有較弱的聯(lián)系。正常情況下，各區(qū)域

7、應負責調(diào)整自己區(qū)域內(nèi)的功率平衡。例如，在圖3.4的區(qū)域B中接入一個新的負荷時，起初聯(lián)合電力系統(tǒng)全部汽輪機的轉(zhuǎn)動慣性提供能量，整個聯(lián)合電力系統(tǒng)的頻率下降。系統(tǒng)中所有機組調(diào)節(jié)器動作，加大出力，提高頻率到某一水平，這時整個電力系統(tǒng)發(fā)電與負荷達到新的平衡。一次調(diào)節(jié)留下了頻率偏差f和凈交換功率偏差，AGC因此而動作。提高區(qū)域B的發(fā)電功率，回復頻率達到正常值（f）和交換功率到0計劃值，這就是所謂的二次調(diào)節(jié)。此外，AGC將隨時調(diào)整機組出力執(zhí)行發(fā)電計劃（包括機組停機），或在非預計的負荷變化積累到一定程度時按經(jīng)濟調(diào)度原則重新分配出力，這就是所謂的三次調(diào)節(jié)。負荷負荷圖3.4聯(lián)合電力系統(tǒng)3自動發(fā)電控制的基本功能和控

8、制方式在互聯(lián)電力系統(tǒng)中，各區(qū)域承擔各自的負荷，與外區(qū)域按合同賣賣電力。各區(qū)域的調(diào)度中心要維持電力系統(tǒng)頻率，維持區(qū)域間凈交換功率為計劃值，并希望區(qū)域運行最經(jīng)濟。自動發(fā)電控制是滿足以上要求的閉環(huán)控制系統(tǒng)。具體地說自動發(fā)電控制有以下四個基本控制目標：使全系統(tǒng)的發(fā)電出力和負荷功率相匹配;將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；控制區(qū)域間聯(lián)絡線交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各控制區(qū)域有功功率平衡；在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電廠間進行負荷的經(jīng)濟分配。上述的第一個目標與所有發(fā)電機的調(diào)速器有關(guān)，即與頻率的一次調(diào)整有關(guān)第二和第三個目標與頻率的二次調(diào)整有關(guān)，也稱為負荷頻率控制(LoadFrequencyControl,

9、即LFC)。通常所說的AGC是指前三項指標，包括第四項指標時，往往被稱為AGC/EDC(經(jīng)濟調(diào)度控制，即EconomicDispatchingControl)也有把EDC功能包括在AGC控制功能之中的。在討論CPS控制策略時，只針對狹義的AGC,即LFC。為了實現(xiàn)AGC,要求在調(diào)度中心的計算機上運行AGC程序。AGC程序的控制目標是使由于負荷變動所產(chǎn)生的區(qū)域控制偏差ACE(AreaControlError不斷減少直至為零。根據(jù)具體控制方式的不同，ACE可以定義為系統(tǒng)頻率偏差f、聯(lián)絡線交換功率偏差P、聯(lián)絡線交換電量偏差E或系統(tǒng)電鐘時間與天文時間偏差等變量的函數(shù)。根據(jù)ACE中控制變量的選取不同，有

10、三種基本的頻率功率控制模式：定頻率控制方式FFC采用定頻率控制方式可以保持電網(wǎng)頻率不變，即f=0，該方式適合于獨立的電網(wǎng)或聯(lián)合電網(wǎng)中的主網(wǎng)中。其區(qū)域控制偏差為：ACE二Kf(3.1)式中K值采用全系統(tǒng)的頻率響應特性值,。由于系統(tǒng)中的運行條件不斷變化，設定K值只能在實際測定的條件下達到最好的調(diào)節(jié)效果，對其它運行條件則不一定給出很精確的頻率特性。然而，只要ACE取負號，頻率下降時發(fā)電則總是增加的。定交換功率控制方式FTC采用定交換功率控制方式能保持聯(lián)絡線交換功率的恒定，可用于聯(lián)合電網(wǎng)中的小容量電網(wǎng)，這時有主網(wǎng)采用定頻率控制，以維持整個聯(lián)合電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。其區(qū)域控制偏差為：ACE=P(3.2)T式中：

11、P一聯(lián)絡線交換功率偏差。T但是這樣的控制方式存在問題：采用FFC控制的區(qū)域在頻率和功率控制中必須進行大量的發(fā)電出力調(diào)整，讓一個區(qū)域來負擔全部系統(tǒng)的頻率變化，顯然是不公平的。特別是當電廠為汽輪機組，經(jīng)常運行在擾動的輸出功率情況下，會降低效率，增加機組磨損。FTC控制模式不能對FFC控制的區(qū)域提供有效的幫助，且存在使系統(tǒng)頻率惡化的反方向的重復調(diào)整。FFC區(qū)域存在大量重復調(diào)整。定頻率定交換功率控制方式TBC采用定頻率定交換功率控制方式要同時檢測系統(tǒng)的頻率偏差W和聯(lián)絡線交換功率偏差AP,判斷出負荷變化發(fā)生的區(qū)域，即由該區(qū)域內(nèi)的調(diào)頻機組做出相應的響應，平衡負荷的變動。這是一種同時兼顧了上述兩種控制方式的

12、綜合控制方式。即ACE既反映頻差W又反映功差AP,這種方式又稱為聯(lián)絡線交換功率和頻率偏差控制(TielineBiasControl)方式。其區(qū)域控制偏差為：ACE，P+Kf(3.3)現(xiàn)代大型互聯(lián)系統(tǒng)幾乎無一例外地采用這種控制方式。采用這一控制模式，可以使系統(tǒng)運行達到較理想運行狀態(tài)。TBC控制模式有以下特點：a.在正常運行時，各區(qū)域均履行各自的控制任務。規(guī)定各區(qū)域內(nèi)發(fā)生的負荷變化都由該區(qū)域調(diào)節(jié)發(fā)電功率來達到平衡，即各區(qū)域發(fā)電功率的變化是根據(jù)區(qū)域負荷的變化來決定。在各區(qū)域調(diào)節(jié)平衡(ACE=0)的穩(wěn)念情況下，聯(lián)絡線傳輸?shù)膬艚粨Q功率維持在計劃值，所有區(qū)域共同負擔系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)任務，維持系統(tǒng)頻率為正常值。

13、b在事故狀態(tài)或緊急狀態(tài)下，如果系統(tǒng)中一個或幾個區(qū)域不能履行它們的控制任務，只要整個系統(tǒng)仍處于同步狀態(tài)，則正常區(qū)域可對事故區(qū)域進行緊急功率支援。即在某一區(qū)域仍處于調(diào)整的暫態(tài)過程中或沒有能力使ACE=0的非正常情況下，允許區(qū)域傳輸?shù)膬艚粨Q功率偏離計劃值，通過聯(lián)絡線向事故區(qū)域提供支援(此時非事故區(qū)域ACE=0)，以免發(fā)生反向調(diào)整。不存在FTC控制模式的重復調(diào)整的問題。不發(fā)生負荷變化的區(qū)域ACE=0，不會出現(xiàn)重復調(diào)整。式3.3中K系數(shù)通常設定為區(qū)域的自然頻率響應特性P值。在f=0條件下，全部區(qū)域相當于以FTC模式控制；如果不考慮聯(lián)絡線交換功率的變化，即去掉AP項，則全部區(qū)域相當于以FFC模式控制運行。

14、用TBC控制的電網(wǎng)，當某一區(qū)域因備用不足不能使其ACE恢復到零，則由于沒有任何一個區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)頻率負責，系統(tǒng)頻率會在較長時間存在偏差。雖然每個區(qū)域的凈交換功率維持在計劃值，但并不意味著各條聯(lián)絡線的潮流都會維持在計劃值。盡管每個區(qū)域的凈交換功率與計劃值相符合，在功率調(diào)整的暫態(tài)過程中，聯(lián)絡線上的潮流不但可能在數(shù)值上與計劃值不符，甚至還可能在方向上相反。因此，TBC模式的控制具有比FFC和FTC明顯的優(yōu)點，這也是北美電力可靠性委員會(NERC)制定CPS標準中，規(guī)定各個區(qū)域必須采用的控制方式。3.4自動發(fā)電控制的基本原理自動發(fā)電控制(AGC)由自動控制器裝置和計算機程序?qū)︻l率和有功功率進行二次調(diào)整實現(xiàn)

15、的。所需的信息(如頻率，發(fā)電機的實發(fā)功率，聯(lián)絡線的交換功率等等)是通過SCADA系統(tǒng)經(jīng)過上行通道傳遞到調(diào)度控制中心的。然后根據(jù)AGC的計算機軟件功能形成對各發(fā)電廠(或發(fā)電機)的AGC命令，通過下行通道傳送到各調(diào)頻發(fā)電廠(或發(fā)電機)。此時，ACE的計算公式可寫成：ACE二,P10B,=(PP)10B(ff)(3.4)TASAS式中：P一實際交換功率，是本區(qū)域所有對外聯(lián)絡線實際交換功率代數(shù)和；AP計劃交換功率，是本區(qū)域所有對外聯(lián)絡線計劃交換功率代數(shù)和；Sf一電網(wǎng)實際頻率；Af一電網(wǎng)計劃頻率；SB電網(wǎng)頻率偏差系數(shù)，MW/0.1Hz,為負值。自動發(fā)電控制(AGC)功能通常是分成兩部分實現(xiàn)的。既負荷頻率

16、控制(LFC)和經(jīng)濟調(diào)度(EDC)。通過調(diào)節(jié)電網(wǎng)中可控發(fā)電機組的出力來改變P和f，從而可AA達到減小ACE的目的。這種調(diào)節(jié)成為LFC的ACE調(diào)節(jié)。同時，LFC還要完成經(jīng)濟調(diào)節(jié)。經(jīng)濟調(diào)節(jié)包括兩個內(nèi)容，一是計算機組經(jīng)濟基點值，一是計算機組經(jīng)濟調(diào)節(jié)增量。機組經(jīng)濟基點值是在每個ED周期內(nèi)由ED程序模塊自動啟動計算，并遞交給LFC。機組經(jīng)濟調(diào)節(jié)增量也是通過ED模塊計算出各機組的經(jīng)濟分配系數(shù)，然后按次分配系數(shù)將發(fā)電偏差值(DG)分配到各機組上。經(jīng)濟基點值加上經(jīng)濟調(diào)節(jié)量就構(gòu)成了機組的經(jīng)濟出力。3.5互聯(lián)系統(tǒng)頻率控制分析在研究電力系統(tǒng)負荷一頻率控制問題時，當然要研究這一控制系統(tǒng)的特性,而在研究系統(tǒng)特性之前首先

17、要研究這一控制系統(tǒng)中各基本環(huán)節(jié)的控制特性。對于負荷一頻率控制而言，不論所研究的發(fā)電機組是處于一個孤立發(fā)電廠中供給一個小地區(qū)的獨立負荷或是處于一個大聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，發(fā)電機組的調(diào)速器總是負荷一頻率控制系統(tǒng)中最基本的控制工具。3.5.1與系統(tǒng)頻率有關(guān)的元件模型調(diào)速器模型(頻率一次調(diào)節(jié)控制單元)一個最原始的汽輪機調(diào)速器示意圖如圖3.5所示：圖3.5汽輪機調(diào)速器它包含以下幾個基本部分:飛球調(diào)速器。這是調(diào)速系統(tǒng)的心臟，用于檢測轉(zhuǎn)速(即系統(tǒng)頻率)的改變。當轉(zhuǎn)速增加時飛球向外運動，從而連桿機構(gòu)上B點向下運動。而轉(zhuǎn)速減少時，飛球向里運動，B點向上運動。液壓機構(gòu)。它包含一個伺服閥和一個液壓伺服馬達。利用這套裝置，伺服

18、閥的低功率水平的運動被轉(zhuǎn)化為伺服馬達高功率水平的運動。這樣就能對高壓蒸汽管道中的蒸汽閥進行必要的開閉操作。連桿機構(gòu)。ABC是以B為支點的剛性桿而CDE是以D點為支點的剛性桿。連桿機構(gòu)可以向控制閥提供一個與轉(zhuǎn)速改變成正比的位移，同時它通過連桿乙，又從蒸汽閥運動中獲得反饋。轉(zhuǎn)速改變器。如果由于負荷的改變使系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，則可以用這個裝置使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下恢復原有頻率。例如，當它向下移動時，就將伺服閥上活塞打開，從而蒸汽閥開啟度加大，于是有更多的蒸汽進入透平，使發(fā)電機產(chǎn)生更多的功率輸出，以補償負荷的增加，并使頻率上升到原來值。設此調(diào)速系統(tǒng)開始時處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，即連桿機構(gòu)處于平衡狀態(tài)，伺服閥上下活塞口

19、均閉合，蒸汽閥開啟在一定程度上，透平以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，而發(fā)電機發(fā)出的功率與負荷平衡，而且設：f0為系統(tǒng)工作頻率；P0為忽略發(fā)電機損失下G發(fā)電機的輸出功率，它也是汽輪機的輸出功率；Y0為蒸汽閥的開啟給定值。A設連桿機構(gòu)A點向下運動Y的位移。這就是一個增加透平輸出功率的訊號，A所以可以寫成：Y二KP(3.5)ACC式中：P是所要求增加的功率。C這實際上是一系列運動或者反應的結(jié)果：C點向上運動，從而D點向上運動，伺服閥上活塞口打開，高壓油從這個口進入伺服馬達活塞上部，蒸汽閥開啟度加大，蒸汽輪機轉(zhuǎn)速增加，從而頻率上升。分析控制特性就要分析這個過程。C點的運動是由兩方面引起的：由Y引起的-L2Y，或者寫成

20、-KY，也就是-KKP。ALA1A1CC1由于頻率的增加使飛球向外運動，從而B點向下運動，位移量為Kf，此時2視A點不動，c點向下移的距離為(Li+L2)Kf=Kf。而C點的凈位移為：L221Y二KKP+Kf(3.6)C1CC2D點的位移Y也就是伺服閥上活塞的位移。它是由Y與Y兩者引起的：DCBY=(-L4)Y+L4)Y二KY+KY(3.7)DL+LCL+LB3C4B3434假如進入伺服馬達的高壓油流速正比于Y，則進入伺服馬達的油量就正比于DY的積分。而Y就是這個油量的體積除以伺服馬達油簡的截面積。從而DEY=K)dt(38)E5D0由圖2.5可知，正的Y(向下)總是引起負的Y(向上)。DE對

21、(2.6)、(2.7)和(2.8)式取拉普拉斯變換，得Y(s)二KKP(s)+KF(s)(3.9)C1CC2Y(s)二KY(s)+KY(s)(3.10)D3C4BY(s)=-K1Y(s)(3.11)E5sD消去Y(s)與Y(s)，可得CDKKKP(KKKP(s)-KKF(s)Y(s)=1_3CC2_3E(K4Pc(s)-RF(s)(匚)(3.1+TsgR=KKc=調(diào)速器的調(diào)節(jié)速度K2式中：K=K1K3KC=調(diào)速器增益；gK4T=調(diào)速器時間常數(shù)。gKK45式(2.12)可用圖2.6的方框圖表示。注意，調(diào)速器速度調(diào)節(jié)實際上又等于(3.13)NN(3.13)R=op.u.NR式中：N。為空負荷轉(zhuǎn)速；

22、N為滿負荷轉(zhuǎn)速：N為額定轉(zhuǎn)速；p.u.為標么值單R位。調(diào)速器的物理模型如圖3.6所示：fg圖36調(diào)速器物理模型由于積分環(huán)節(jié)的動作，只有W變成零時，系統(tǒng)才達到穩(wěn)定值，也即實現(xiàn)了頻率的無差調(diào)節(jié)。但是恒速調(diào)節(jié)控制器不能用于兩臺或多臺機組并列運行，因為這要求每一臺發(fā)電機組都準確地具有完全相同的速度。否則每一臺機組都力圖控制系統(tǒng)以自己的設定速度運行，各機組問不能實現(xiàn)負荷的合理分配，因此引入反饋環(huán)節(jié)如圖37所示。圖37加入反饋后的調(diào)速器物理模型(2)原動機模型在負荷一頻率控制系統(tǒng)中，另一個重要的環(huán)節(jié)就是汽輪機。汽輪機的控制特性是指汽機輸出功率的變化與蒸汽閥開啟度變化之間的關(guān)系。在汽輪機中，閥門位置的變化使

23、進汽量也變化，從而導致發(fā)電機出力的增減。由于調(diào)節(jié)閥門與第一噴嘴間有一定的空間存在，當閥門開啟或關(guān)閉時，進入閥門的蒸汽量雖有改變，但這個空間的壓力卻不能突變。這就形成了機械功率滯后于閥門開度變化的現(xiàn)象，稱為汽容影響。在大容量的汽輪機中，汽容對調(diào)節(jié)過程的影響很大。這種現(xiàn)象可用一個慣性環(huán)節(jié)來表示。對于再熱式汽輪機還要考慮再熱段的充氣時延。以有再熱的汽輪機為例。一般來說，這樣一個兩級汽輪機的動特性應當含有兩個時間常數(shù)。但為了便于分析起見，通?？梢杂靡粋€時間常數(shù)來模擬，即,Y(s)1TsEt通常，T在0.2s到0.5s之間。t而對于水輪機，其控制特性一般可以表示為：Apt(s)，1-Tus(3.15)A

24、YV(s)如1其中，T一般在0.5s到4s之間，它與進水管長度、水頭、水速均有關(guān)。u發(fā)電機與負荷模型負荷一頻率控制中，另一個重要環(huán)節(jié)就是發(fā)電機和負荷特性模型。發(fā)電機的功率來自透平而用以滿足負荷的要求，因此，對于發(fā)電機和負荷模型，其輸入增量為(AP-AP)。GD這里，假定發(fā)電機本身損失不計，則AP，AP，即發(fā)電機所發(fā)出的功率增GD量就等于透平輸出功率增量，而AP是負荷的變化量。D根據(jù)有功負荷與頻率的關(guān)系，可將負荷分為以下幾類：頻率變化基本無關(guān)的負荷，如照明、電熱和整流負荷等；與頻率成正比的負荷，如切削機床、球蘑機、往復式水泵、壓縮機等；與頻率的二次方成正比的負荷，如變壓器中的渦流損耗：與頻率的三

25、次方成正比的負荷，如靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等：與頻率的更高次方成正比的負荷，如靜水頭阻力很大的給水泵等。在額定頻率f時，系統(tǒng)負荷功率為P；當頻率下降時，負荷功率將減少；當eDe頻率升高時，負荷功率將增加。這就是說，當系統(tǒng)中有功功率失去平衡而引起頻率變化時，系統(tǒng)負荷也參與對頻率的調(diào)節(jié)，其特性將有助于系統(tǒng)中有功功率在新的頻率值下重新獲得平衡，這種現(xiàn)象稱為負荷的頻率調(diào)節(jié)效應。對于發(fā)電機和負荷模型來說，這個功率輸入增量由兩方面被系統(tǒng)所吸收：在發(fā)電機轉(zhuǎn)子中，引起動能，增加轉(zhuǎn)速。在某一指定頻率，f0時，儲存在發(fā)電機轉(zhuǎn)子中的動能可以表示為：W0，HP(3.16)kT這里，P是透平一發(fā)電機組的額定功率，而H

26、是它的慣性常數(shù)。T當頻率改變時，負荷也會改變。而當頻率有一個微小變動時，PD可以視作f是一個常數(shù)，從而此時負荷變化為：，BAf(3.17)對于主要是電動機負荷來說，B是正的。前面已經(jīng)討論了一個電網(wǎng)中各主要環(huán)節(jié)的控制特性。這里是指一個孤立的電廠(用一個汽輪發(fā)電機組來代表)供給一個地區(qū)負荷而言。在這個系統(tǒng)中，AP是C給定輸入訊號，用來按要求改變汽輪機轉(zhuǎn)速，P而是負荷變化，在這個系統(tǒng)中D它是送料干擾。5.2互聯(lián)系統(tǒng)頻率控制的二次調(diào)節(jié)聯(lián)合電力系統(tǒng)的二次調(diào)頻從根本上來說就是當發(fā)生有功功率平衡破壞時（如負荷增加、減少或發(fā)電機跳閘等），在一次控制實現(xiàn)的頻率和聯(lián)絡線潮流有差調(diào)節(jié)基礎上，各個區(qū)域啟動輔助控制環(huán)節(jié)

27、，通過改變發(fā)電機調(diào)速器整定以使有功功率重新達到額定點上的平衡，即實現(xiàn)頻率的無差調(diào)節(jié)。通常把本區(qū)域調(diào)頻過程中產(chǎn)生調(diào)節(jié)（控制）信號稱為區(qū)域控制誤差ACE（AreaControlError），這個信號通過恢復性積分環(huán)節(jié)作用于發(fā)電機，如圖38所示。ACEK/S11K/S11圖38二次調(diào)節(jié)控制（1）聯(lián)合電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)節(jié)控制方式介紹根據(jù)控制目的的不同，互聯(lián)系統(tǒng)中單個區(qū)域的二次調(diào)頻對應不同的ACE定義有以下三種控制方式：ACE=f，由于積分控制環(huán)節(jié)的作用，達到靜態(tài)穩(wěn)定時f=0，也即實現(xiàn)頻率無差調(diào)節(jié)，故稱為恒定頻率控制（FFC：FlatFrequencyControl）。ACE=P，由于積分控制環(huán)節(jié)的作用，達到靜態(tài)穩(wěn)定時P=0，也即實現(xiàn)聯(lián)絡tt線保持計劃值這一目標，故稱為恒定凈交換功率控制（CNIC：Co