Регулирование частоты в электроэнергетических системах.

Ответ: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 изменяет свою нагрузку на ту же величину, на которую изменяется 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, ре­гулирующей частоту (прямая с точками 1, 2 справа от оси f ), и остальных станций системы, которые частоту не регулируют (прямая с точками 1', 2' слева от оси f ).

Рис. 4.2. Регулирование частоты в энергосистеме: а – одной электростанцией; б – двумя электростанциями.

При суммарной потребляемой нагрузке SP_П все станции системы работают при номинальной частоте f_НОМ. Станция, регулирующая 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 вторичные регуляторы частоты станции, регулирующей частоту, увеличат пропуск энергоносителя в турбину. Это соответствует 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 больше, чем диапазон регулирования Р станции, ведущей частоту. Тогда регулировать частоту должны две или более станций. Рассмотрим распределение мощности между двумя станциями, ведущими частоту в системе (рис. 4.2, б). При нагрузке SP_П¹ частота в системе номинальная; станция 1 имеет нагрузку P₁¹ , станция 2 — P₂¹ : P₁¹ + P₂¹ = SP_П¹ (4.7)

При увеличении нагрузки на SP_П прирост мощности распределится между станциями в соответствии со статическими характеристиками. При первичном регулировании частота понизится до f₁. На станциях 1 и 2 нагрузки соответственно 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 характерис­тики перемещаются вверх параллельно самим себе, так что частота в системе становится номинальной. Из треугольников А'1'2' и А12 на рис. 4.2, б можно убедиться, что изменения мощностей станций DP₁ и DP₂ обратно пропорциональны коэффициентам статизмаих регуляторов скорости, т. е. (4.9)

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