電力系統(tǒng)自動低頻減負荷技術(shù)規(guī)定

ICS29.020

F21

中華人民共和國國家標準

GB/TXXXXX—XXXX

電力系統(tǒng)自動低頻減負荷技術(shù)規(guī)定

Technicalrulesforautomaticunder-frequencyloadsheddinginelectricpower

systems

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本標準按照GB/T1.1給出的規(guī)則起草。

本標準由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。

本標準由全國電網(wǎng)運行與控制標準化技術(shù)委員會（SAC/TC446）歸口。

本標準起草單位：

本標準主要起草人：

2

GB/TXXXXX—XXXX

電力系統(tǒng)自動低頻減負荷技術(shù)規(guī)定

1范圍

本標準規(guī)定了電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置的配置和整定應(yīng)遵循的基本原則和要求，電力系統(tǒng)

自動低頻減負荷整定計算的基本假定和方法。

本標準適用于電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)運行和科研制造工作中涉及的電力系統(tǒng)自動低頻減負荷

技術(shù)措施。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB38755-2019電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則

GB/T31464-2015電力系統(tǒng)頻率偏差

GB/T31464-2015電網(wǎng)運行準則

3術(shù)語和定義

GB38755-2019、GB/T31464-2015界定的以及以下術(shù)語和定義適用于本標準。

3.1負荷功率Loadcapacity

電力系統(tǒng)運行時的負荷大小。

3.2剩余發(fā)電功率Generationremaining

出現(xiàn)有功缺額后電網(wǎng)中仍運行的發(fā)電功率總加。

3.3額定頻率Nominalfrequency

系統(tǒng)設(shè)計選定的標稱頻率。

3.4頻率崩潰FrequencyCollapse

由于頻率惡性下降造成的電力系統(tǒng)嚴重事故。

4總則

4.1電力系統(tǒng)應(yīng)合理安排自動低頻減負荷的順序及所切負荷數(shù)值。當整個系統(tǒng)或解列后的局部出現(xiàn)

3

GB/TXXXXX—XXXX

功率缺額時，能夠有計劃地按頻率下降情況自動減去足夠數(shù)量的負荷，以保證系統(tǒng)安全運行和向重

要用戶的不間斷供電。

4.2當電力系統(tǒng)突然發(fā)生有功功率缺額導(dǎo)致系統(tǒng)頻率嚴重下降時，應(yīng)依靠自動低頻減負荷裝置的動

作，使保留運行的負荷容量能與運行中的發(fā)電容量相適應(yīng)，以保持電力系統(tǒng)的繼續(xù)安全運行，保證

向重要負荷的不間斷供電。鑒于電力系統(tǒng)發(fā)電機組的組合（火電、水電、核電、燃氣輪機發(fā)電、光

熱發(fā)電、抽水蓄能、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電及儲能電站等機組及電廠容量大小及比重，機組對異常頻

率的適應(yīng)性等）、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行方式等有較大的不同，在實際執(zhí)行中應(yīng)結(jié)合具體系統(tǒng)情況運用。

4.3電力系統(tǒng)的自動低頻減負荷方案，應(yīng)由電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)負責(zé)制定并監(jiān)督其執(zhí)行，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)應(yīng)

定期和當系統(tǒng)條件有重大變動時，對其進行重新審定。為了積累經(jīng)驗，應(yīng)做好每次重大有功功率缺

額事件或事故后的分析總結(jié)工作。各級供電企業(yè)應(yīng)負責(zé)按方案要求具體實施。自動低頻減負荷裝置

的數(shù)量和控制的容量應(yīng)隨系統(tǒng)負荷的增加而相應(yīng)地增加。

4.4事故手動低頻減負荷是自動減負荷的必要補充，當電源容量恢復(fù)后，應(yīng)逐步地手動或自動地恢

復(fù)被切負荷。

5自動低頻減負荷裝置配置整定的基本要求

5.1當電力系統(tǒng)在實際可能的各種運行情況下，因故發(fā)生突然的有功功率缺額后，應(yīng)能及時切除相

應(yīng)容量的部分負荷，使保留運行的系統(tǒng)部分能迅速恢復(fù)到額定頻率附近繼續(xù)運行，不發(fā)生頻率崩潰，

也不使事件后的系統(tǒng)頻率長期懸浮于某一過高或過低數(shù)值，并應(yīng)符合下列要求：

5.1.1在任何情況下的頻率下降過程中，應(yīng)保證系統(tǒng)低頻值與所經(jīng)歷的時間，能與運行中機組的自動

低頻保護和電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的低頻解列保護相配合，頻率下降的最低值還應(yīng)大于核電廠冷卻介質(zhì)泵低

頻保護的整定值，并留有不小于0.3Hz～0.5Hz的裕度，保證核電機組繼續(xù)聯(lián)網(wǎng)運行，其他一般情況

下，按照GB/T31464-2015對發(fā)電廠和其他相關(guān)設(shè)備的運行要求，為了保證火電廠的繼續(xù)安全運行，

應(yīng)限制頻率低于所有電源類型的最低值。

5.1.2自動低頻減負荷裝置動作后，應(yīng)使運行系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率恢復(fù)到不低于49.5Hz水平；考慮到某些特

殊情況，應(yīng)增設(shè)長延時的特殊動作輪，使系統(tǒng)運行頻率不致長期懸浮于49.0Hz以下。

5.1.3因負荷過切引起恢復(fù)時的系統(tǒng)頻率過調(diào)，其最大值不應(yīng)超過51.0Hz，并應(yīng)與運行中機組過頻率

保護相協(xié)調(diào)，且留有一定裕度。

5.1.4為了保證當整體或事故后可能形成的分片孤立電網(wǎng)發(fā)生大容量功率缺額情況下，能夠合理地均

勻減負荷，阻止頻率下降并且不發(fā)生大的潮流波動，防止發(fā)生頻率崩潰事故，同步聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的各

電網(wǎng)應(yīng)采用統(tǒng)一協(xié)調(diào)的低頻減負荷方案，對局部事故后可能出現(xiàn)嚴重功率缺額或功率過剩的孤立電

網(wǎng)，可以根據(jù)情況適當調(diào)整，但應(yīng)不破壞統(tǒng)一方案的總體效果。

4

GB/TXXXXX—XXXX

5.2自動低頻減負荷的先后順序，應(yīng)按負荷的重要性進行安排。

5.3宜充分利用系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量，當發(fā)生使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率只下降到不低于49.5Hz的有功功率缺

額時，自動減負荷裝置不應(yīng)動作。應(yīng)避免因發(fā)生短路故障以及失去供電電源后的負荷反饋引起自動

減負荷功能的誤動作。

6自動低頻減負荷的整定計算

6.1整定計算的基本內(nèi)容和目的

考慮事故前后電力系統(tǒng)各種不同運行方式（包括可能因事故與主系統(tǒng)解列而形成孤立網(wǎng)），依

照可能的不同份額的各種有功功率缺額情況，估算自動低頻減負荷裝置的動作行為，求得在各種情

況下運行系統(tǒng)的頻率變化極限，檢查其是否滿足第5章規(guī)定的要求。

6.2整定計算的基本假定和方法

6.2.1在電力系統(tǒng)中，在任何一種突然失去某一電源或電廠引起有功功率缺額沖擊的情況下，必然同

時引起系統(tǒng)中運行機組間的同步搖擺。其結(jié)果，在系統(tǒng)頻率下降的動態(tài)過程中，在同一時間的系統(tǒng)

中各樞紐點的絕對頻率及頻率變化率并不相等，個別點的絕對頻率與系統(tǒng)平均頻率的相差可達±

0.2Hz，而頻率變化率則可能相差達數(shù)倍，這種差別，因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、引起有功功率缺額的事故發(fā)生地

點以及事件前后的系統(tǒng)運行情況不同而各異。在分析和評價系統(tǒng)中不同點自動低頻減負荷裝置的動

作行為時，應(yīng)考慮到上述系統(tǒng)特點。

6.2.2可以采用電力系統(tǒng)機電仿真程序計算校核每一種發(fā)生有功功率突然缺額情況下，系統(tǒng)中各點頻

率的變化絕對情況，但一般并不用以整定計算低頻減負荷裝置；為了研究復(fù)雜電網(wǎng)在某些有功功率

缺額情況下系統(tǒng)頻率動態(tài)過程中的系統(tǒng)潮流變化，分析校核各種安全自動裝置，包括低頻減負荷裝

置的動作行為，重要聯(lián)絡(luò)線的運行穩(wěn)定性，以及可能的設(shè)備過負荷或電壓越限情況，特別是對實際

系統(tǒng)的事故后分析，則有此需要。

6.2.3自動低頻減負荷的配置和整定，應(yīng)適應(yīng)電力系統(tǒng)各種可能的有功功率突然缺額情況，為此，宜

按反映主系統(tǒng)（或解列后的孤立網(wǎng)）頻率的平均變化過程考慮。

6.2.4由于系統(tǒng)發(fā)生突然有功功率缺額引起系統(tǒng)頻率下降，系統(tǒng)負荷發(fā)生變化以及在頻率變化過程中

機組間的同步搖擺，系統(tǒng)中的潮流與各點電壓也都要發(fā)生動態(tài)變化，電壓的變化又影響負荷量的變

化，轉(zhuǎn)而影響系統(tǒng)的頻率變化動態(tài)過程。在進行自動低頻減負荷功能整定計算時，一般情況下，可

以略去電壓變化對系統(tǒng)綜合負荷特性的影響。但對于個別特殊情況，例如因短路故障（使機組強行

勵磁）形成孤立網(wǎng)后，隨著自動減負荷，系統(tǒng)可能出現(xiàn)短時電壓過高，引起短時負荷增大進而出現(xiàn)

負荷過切，這時應(yīng)結(jié)合具體條件進一步分析。

6.2.5推薦采用單機帶集中負荷的最簡單模型計算系統(tǒng)平均頻率的動態(tài)變化過程，最簡單模型的推

5

GB/TXXXXX—XXXX

導(dǎo)及應(yīng)用實例參見附錄A。利用最簡單模型計算系統(tǒng)平均頻率變化和進行自動低頻減負荷功能的整

定分析時，對有關(guān)系統(tǒng)因素可作如下考慮：

a）為了求得可能的最大頻率偏移，可不考慮系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)備用容量的作用。

b）負荷的頻率調(diào)節(jié)系數(shù)，一般為1~3，應(yīng)盡量采用實測參數(shù)，可通過對實際低頻事故的過程分

析，以求得較確切的數(shù)值。

c）在頻率恢復(fù)階段中，如果求得的頻率穩(wěn)態(tài)超調(diào)值低于51.0Hz，則可認為滿足要求；如果超過

51.0Hz，則應(yīng)在頻率恢復(fù)過程中引入系統(tǒng)等價機組的綜合調(diào)速器特性作進一步的計算分析，具

體參見附錄B。

7自動低頻減負荷裝置的配置與整定

7.1系統(tǒng)有功功率缺額情況用K值表示，即：

負荷功率剩余發(fā)電功率（）

剩余發(fā)電功率1

?

隨系統(tǒng)條件不同，可能K的=最大K值各異。

7.2對于大機組小系統(tǒng)和某些形成孤立網(wǎng)的情況，可能的最大K值很大，此時宜考慮采用聯(lián)鎖切相

適應(yīng)大容量集中負荷的辦法，以防止在頻率快速下降的同時，出現(xiàn)電壓快速下降而發(fā)生電壓崩潰。

7.3最嚴重的系統(tǒng)頻率下降情況，除了可能發(fā)生在事故前為系統(tǒng)高峰負荷期間的運行方式外，還可

能出現(xiàn)在事故前為系統(tǒng)輕負荷期間的運行方式下，此時可能因突然失去重負荷聯(lián)絡(luò)線或一大電源

（廠）而造成大量的有功功率缺額，且運行系統(tǒng)的慣性常數(shù)又較小。

7.4計算事件后的系統(tǒng)慣性常數(shù)時，可以只考慮發(fā)電機組而不計及負荷部分的作用。

7.5自動低頻減負荷的輪數(shù)、各輪的起動頻率值及人為附加動作延時以及各輪所切負荷份額的選定

及分配，應(yīng)按系統(tǒng)情況進行綜合協(xié)調(diào)，以滿足5.1的基本要求。

7.6系統(tǒng)中設(shè)置的自動低頻減負荷的基本輪輪數(shù)（快速動作的）可為3～8輪，另設(shè)長延時的特殊輪。

7.7對于設(shè)有母線的變電站，宜以母線電壓頻率作為低頻減負荷功能的判別對象。對于母線分列運

行的變電站，應(yīng)分別測量分列母線的頻率，分別進行低頻判別，事故時切除各段母線所帶負荷線路。

7.8提高最高一輪的頻率啟動值，有利于抑制系統(tǒng)頻率下降深度，但為適應(yīng)前述第5.3條的要求，對

于大電網(wǎng)一般以不超過49.25Hz為宜。

7.9低頻減負荷功能應(yīng)通過獨立的裝置實現(xiàn)。

7.10各輪次間的動作頻率差別愈小，延時愈短，愈有利于抑制系統(tǒng)頻率下降，但也愈易發(fā)生負荷過

切而引起頻率恢復(fù)時的超調(diào)，特別是對于可能出現(xiàn)嚴重有功功率缺額而又不允許系統(tǒng)頻率短時下降

較低（為了與大機組低頻保護配合）的系統(tǒng)，尤為突出；而為使自動低頻減負荷功能的動作基本反

6

GB/TXXXXX—XXXX

映平均頻率的變化，應(yīng)對每輪次的動作設(shè)置一定的人為延時；此外，對于最高一輪，用短延時躲過

因短路等引起的系統(tǒng)頻率暫態(tài)波動。為了協(xié)調(diào)矛盾，靠前的輪次間的動作頻率差可選得較?。ɡ?/p>

頻率差0.2Hz，人為延時0.2s），以快速抑制頻率下降；靠后的輪次的動作頻率差可略大，人為延時

可略長，防止負荷過切。

7.11附加的長延時特殊輪的頻率定值可以與基本輪重復(fù)，其附加延時可選為10s～30s。

7.12每輪切負荷的份額及其分配，應(yīng)考慮同時適應(yīng)處于主電網(wǎng)內(nèi)或可能形成孤立網(wǎng)時的不同情況，

原則上力求按負荷重要性的順序輪流切除。如果系統(tǒng)中有按合同的“可切負荷”，則應(yīng)最先切除。

如果切除熱電廠供熱負荷，應(yīng)分析是否可能會影響熱電廠的電功率輸出。

7.13為了抑制頻率下降的深度，一般對最高幾輪分配較大份額的切負荷量為宜。為計及實際存在的

可能誤差（例如，系統(tǒng)中某些站點實際切負荷量小于安排量，某個減負荷裝置拒動等），實際安排

執(zhí)行的每輪切負荷量宜較整定方案規(guī)定的總量略大。當自動低頻減負荷裝置所控制的線路檢修或裝

置停運時，應(yīng)采取措施保持切除負荷總量滿足方案的要求。

7.14按第6.1條規(guī)定校核各種可能有功功率缺額情況下自動減負荷裝置的動作行為和系統(tǒng)頻率恢復(fù)

過程，協(xié)調(diào)確定各輪的啟動頻率、所帶延時及所切負荷份額的最終整定值。

7.15抽水蓄能機組抽水工況下低頻跳閘定值宜適當高于低頻減負荷第一輪定值；火電、水電、核電、

燃氣輪機發(fā)電、光熱發(fā)電、抽水蓄能（發(fā)電工況）、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電及儲能電站等及直流的低

頻跳閘定值宜適當?shù)陀诘皖l減負荷第一輪定值。

7.16低頻減負荷裝置控制負荷宜與其他作用于切負荷的相關(guān)安全自動裝置相協(xié)調(diào)，盡可能避免重復(fù)

切除同一負荷。

8低頻解列裝置的設(shè)置

8.1在系統(tǒng)中的如下地點，可考慮設(shè)置低頻解列裝置：

8.1.1系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線上的適當?shù)攸c。

8.1.2地區(qū)系統(tǒng)中由主系統(tǒng)受電的終端變電所母線聯(lián)絡(luò)斷路器。

8.1.3地區(qū)電廠的高壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器。

8.1.4專門劃作系統(tǒng)事故緊急起動電源專帶廠用電的發(fā)電機組母線聯(lián)絡(luò)斷路器。

8.2在正常運行情況下，低頻解列點應(yīng)是有功功率平衡點或基本平衡點，以保證在解列后小電源的

有功功率能夠基本平衡。如果在解列后需依靠地區(qū)自動減負荷裝置的動作才能保持有功功率平衡，

則應(yīng)檢查解列后的地區(qū)無功功率平衡情況，對于有大量電纜網(wǎng)絡(luò)或大量低壓無功補償裝置的地區(qū)系

統(tǒng)更應(yīng)注意。

7

GB/TXXXXX—XXXX

8.3為保證地區(qū)重要負荷可靠供電，在安排低頻解列點的母線負荷分配、選擇解列裝置的整定值以

及地區(qū)發(fā)電機組保護定值時，應(yīng)做到：因主網(wǎng)故障造成地區(qū)電網(wǎng)解列而影響地區(qū)供電可靠性時，能

保證地區(qū)重要負荷繼續(xù)由地區(qū)電源可靠供電；當?shù)貐^(qū)電源故障時，能保證地區(qū)重要負荷繼續(xù)由主系

統(tǒng)可靠供電。

8.4如果地區(qū)系統(tǒng)中有特殊重要的負荷時，為了考慮低頻解列裝置和斷路器拒動的可能性，可通過

在同一變電所或相鄰變電站的兩組斷路器上分裝兩組解列裝置，設(shè)置兩個串聯(lián)解列點。

8.5有統(tǒng)一低頻減負荷方案的大區(qū)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線低頻解列設(shè)定值應(yīng)與電網(wǎng)低頻減負荷方案整定值相協(xié)

調(diào)，宜先行低頻減負荷措施，以保證發(fā)生功率缺額情況下聯(lián)絡(luò)線安全運行。

8

GB/TXXXXX—XXXX

附錄A

（資料性附錄）

恒定輸出功率發(fā)電機帶集中負荷時的頻率變化動態(tài)過程計算

A.1公式推導(dǎo)

采用單機帶集中負荷的最簡單模型計算系統(tǒng)平均頻率的動態(tài)變化過程時，系統(tǒng)運動方程為：

d

MTT................................................................（A.1）

dtme

Pm

T..............................................................（A.2）

m

PL

T.............................................................（A.3）

e

式中：

M——系統(tǒng)的慣性常數(shù)，s；

——發(fā)電機組的機械轉(zhuǎn)矩，；

Tms

——發(fā)電機組的電磁轉(zhuǎn)矩，；

TeN·m

——發(fā)電機組的輸出電功率，；

PmMW

——負荷功率，；

PLMW

——發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子角速度，rad/s。

如果認為在系統(tǒng)頻率變化期間，負荷母線電壓保持不變，則負荷特性可表示為：

K

fL

（）

PLP0.................................................................A.4

f0

如果認為為常數(shù)，即系統(tǒng)完全無旋轉(zhuǎn)備用容量，按以上式（）～式（）即可解得系統(tǒng)

PmA.1A.3

頻率標么值隨時間的變化關(guān)系，得到：

fPmPLAt

1e

fPmKL1PL........................................（A.5）

PK1P

AmLL

M

9

GB/TXXXXX—XXXX

f

ff

f

式（A.5）右側(cè)項乘以初始頻率f，即可得出頻率變化的絕對值，即為在時間t

瞬間的系統(tǒng)頻率值。

A.2應(yīng)用舉例

假定系統(tǒng)在正常運行情況下，突然發(fā)生了20%的有功功率缺額。

）在時，即發(fā)生有功功率缺額的開始，ω，，，，，求

at=0=1.0Pm=1.0PL=1.2M=10KL=1.5

得：

Ta=-0.2，DT=1.6

b）假定在48.8Hz切除10％的負荷，計算求得切除負荷后瞬間的下列各值：

ω，

=0.976PL=1.0606

，

Ta=0.0621DT=1.57

c）假定在48.65Hz時切除了另外10％負荷，計算求得第二次切除負荷后瞬間的下列各值：

ω，

=0.973PL=0.960

，

Ta=0.0411DT=1.52

d）全過程頻率隨時間變化曲線如圖A.1。

50.0

H

z

（

f4）9.5

49.0

48.5

48.8Hz

48.65Hz

1.02.03.0

圖A.1頻率隨時間的變化

10

GB/TXXXXX—XXXX

附錄B

（資料性附錄）

越過額定值后的系統(tǒng)頻率變化動態(tài)過程計算

（考慮系統(tǒng)等價發(fā)電機組綜合調(diào)速器特性）

B.1公式推導(dǎo)

在系統(tǒng)頻率超過額定值后，考慮機組調(diào)速器作用的系統(tǒng)平均頻率變化為簡單估算，將運行機組的綜

合調(diào)速特性用一價函數(shù)表示時，則的傳遞函數(shù)框圖如圖B.1所示。從而求得：

Pe

p1TP

...............................（B.1）

Pp21

eMTPDTMPD

TTR

ΔP（）

epΔω（p）

∑

t

DT

MP

tht

P—運算子符號；R-調(diào)速器調(diào)差系數(shù)，T—綜合調(diào)速參數(shù)

圖B.1考慮調(diào)速器作用的傳遞函數(shù)框圖

t