РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Регулирование частоты в электроэнергетической системе осуществляют несколько электростанций. Для простоты
вначале рассмотрим энергосистему небольшой мощности,
в которой регулирует частоту только одна станция. Эта
станция, балансирующая по частоте, воспринимает на себя
все изменения потребляемой мощности в системе. Она из-
меняет свою нагрузку на ту же величину, на которую из-
меняется суммарная потребляемая мощность системы. При
этом выполняется баланс активной мощности и мощность
остальных станций в системе неизменна.

На рис. 4.2, а изображены характеристики станции, ре­-
гулирующей частоту (прямая с точками 1, 2 справа от

Рис. 4.2. Регулирование частоты в энергосистеме:

а – одной электростанцией; б – двумя электростанциями

оси f ), и остальных станций системы, которые частоту не
регулируют (прямая с точками 1', 2' слева от оси f ). При
суммарной потребляемой нагрузке SP_П все станции систе-
мы работают при номинальной частоте f_НОМ. Станция, ре-
гулирующая частоту, имеет нагрузку Р₁, нагрузка осталь-ных станций системы равна Р_С1. Уравнение баланса (4.1) имеет следующий вид:

Р_С1 + Р₁= SP_П . (4.4)

При увеличении суммарной потребляемой нагрузки на
величину DP_П частота в системе снижается до величины f₁.
Баланс мощности запишется следующим образом:

Р_С2 + Р₂ = SP_П +DP_П . (4.5)

При снижении частоты в системе персонал или вторич-
ные регуляторы частоты станции, регулирующей частоту,
увеличат пропуск энергоносителя в турбину. Это соответ-
ствует параллельному перемещению характеристики 12
и установлению в системе номинальной частоты в точке 3
рис. 4.2, а. Регулирующая станция принимает на себя все
увеличение нагрузки:

P₃ = P₁ + DP_П ,

P_C1 + P₃ = SP_П + DP_П . (4.6)

Изменение потребляемой мощности может быть боль-
ше, чем диапазон регулирования Р станции, ведущей час-
тоту. Тогда регулировать частоту должны две или более
станций. Рассмотрим распределение мощности между дву-
мя станциями, ведущими частоту в системе (рис. 4.2, б).
При нагрузке SP_П¹ частота в системе номинальная; стан-
ция 1 имеет нагрузку P₁¹ , станция 2 — P₂¹ :

P₁¹ + P₂¹ = SP_П¹ (4.7)

При увеличении нагрузки на SP_П прирост мощности рас-
пределится между станциями в соответствии со статиче-
скими характеристиками. При первичном регулировании
частота понизится до f₁. На станциях 1 и 2 нагрузки со-
ответственно вырастут на DP₁ , DP₂ и станут равными
P₁¹ , P₂².

Запишем уравнение баланса мощности для этого случая:

P₁¹ + P₁² = SP_П¹ +DP_П . (4.8)

При вторичном регулировании статические характерис­-
тики перемещаются вверх параллельно самим себе, так
что частота в системе становится номинальной. Из тре-
угольников А'1'2' и А12 на рис. 4.2, б можно убедиться,
что изменения мощностей станций DP₁ и DP₂ обратно про-
порциональны коэффициентам статизма их регуляторов
скорости, т. е.

(4.9)

где К_СТ1 и К_СТ2 — коэффициенты статизма статических ха-
рактеристик регуляторов скорости, равные тангенсам угла
наклона a этих характеристик.

ком воды, а также теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и атом-
ные станции (АЭС). В полупиковой части графика работают
конденсационные электростанции (КЭС), а в верхней -
пиковой части - ГЭС с водохранилищами и гидроаккуму-
лирующие станции (ГАЭС).

Электростанции, работающие в пиковой части графика
нагрузки, регулируют активную мощность, т. е. загружаю-
тся позже других и разгружаются раньше. Это маневренные
станции, регулирующие частоту и обменные потоки мощ-
ности с другими энергосистемами. Они должны иметь до-
статочный диапазон регулирования и надежное оборудова-
ние с хорошо работающей системой вторичного регулиро-
вания частоты.