电网调频的基本概念

电力系统运行的主要任务之一是对电网频率进行控制—控制电网频率在50Hz附近的一个允许范围内。电网频率偏离额定值50Hz的原因是能源侧（水电、火电、核电……）的供电功率与负荷侧的用电功率之间的平衡被破坏而引起的。负荷的用电功率是经常在变化的，因此，电网的频率控制的实质是：根据电网频率偏离50Hz的方向和数值，实时在线地通过发电机组的调速系统和电网自动发电控制系统（AGC），调节能源侧的供电功率以适应负荷侧用电功率的变化，达到电网发/用电功率的平衡，从而使电网频 通过发电机组调速系统的自身频率/功率特性对电网的控制，通常称之为一次调频。它主要是由发电机组调速系统的静态特性F=f(P)和动态特性（PID调节规律）来实现的；

电网AGC则是从电网的宏观控制上、经济运行及电网交换功率控制等因素上，向有关机组调速系统下达相应机组的目标（计划）功率值，从而产生电网范围内的功率/频率控制（LFC），称之为二次调频。率恢复到50Hz附近的一个允许范围内。

发电机组调速系统一次调频静态特性机组原始工况：静特性曲线1(Pc1)上A点：机组目标功率：Pc1；机组实际功率：P1；机组频率：f1；调速系统调差系数（速度变动率）：ep。

电网发生功率缺额，折算到讨论的机组：功率缺额：P3－P1；

一次调频 作用：电网功率缺额，引起电网频率降低，如果不进行调节，则按静特性曲线1（Pc1），频率应降至f3，各机组根据频率偏差进行一次调频， 与电网负荷

静态频率自调节作用一起，使讨论的机组增发了功率ΔPf=P2－P1，电网频率为f2（静特性曲线2（Pc1）上B点）。即讨论的机组与电网其它机组一起进行了一次调频，但电网频率为f2，不可能恢复到扰动前的f1。

二次调频作用：若电网二次调频将讨论的机组的目标功率由Pc1修正为Pc2，则机组调速系统静特性由特性曲线1（Pc1）变为特性曲线2（Pc2）。最后的调节结果为特性曲线2（Pc2）上C点：调速系统调差系数（速度变动率）ep、机组目标功率Pc2、机组实际功率P3、机组频率f1；电网的功率缺额得以补偿，系统频率也恢复到扰动前的数值f1。显然，电网负荷频率自调节作用（一次调频）仅在调节过程中起作用。

综上所述，电网在负荷扰动后，电网频率产生偏差，各机组的调速系统根据频率偏差Δf和（功率）调差系数ep进行一次调频，在较快的时间（8秒~15秒）内弥补了系统部分功率差值；在一次调频的基础上，电网自动发电控制（AGC，二次调频），修正相关机组的目标功率值Pc，通过调速系统的P

一次调频主要性能指标如下：

1．速度变动率即永态转差系数bp范围为0～10%，实际值与设定值的相对偏差小于5%。

2．永态转差特性曲线的非线性度误差小于5%。

3．调速系统的迟缓率即转速死区小于0.04%。

0.001±4．机组参与一次调频的死区范围为0.500±Hz～ Hz。分辨率0.001Hz

第二部分

我们知道电能是不能储存的，供电和用电的平衡是非常重要的，而电网频率是反映这一状况的重要指标；目前我国电网的额定频率为50Hz；简单来说，如果电网频率高于50Hz说明发电量高于用电量，反之，则说明发电量低于需要的电量。发、供电的不平衡会造成电网频率的波动。一次调频的基本原理就是机组直接接受电网频率的偏差信号，通过改变机组的实际负荷，达到稳定电网频率的目的；一次调频的主要目的在于快速消除整个电网小幅度的负荷扰动，因此控制回路的设计必须遵循两个原则：快速与安全。

1 DEH 频率调节原理:

在电液调节系统中，速度不等率的数值和形状，都可以采用电路或数字的形式任意设定。在机组单机运行时，电液调节系统往往采用无差调节系统，转速控制完全由PID调节规律来实现，因此没有速度不等率的问题。下面仅讨论并网运行时的调频问题。

图1 DEH调节原理图

升速、并网、甩负荷转速调节由P1I1调节器完成，实现无差调节。并网后为负荷调节，由一次调频和功率P2 I2调节两个回路组成。

如果一次调频回路不投入，而只投功率回路，系统为定功率运行。

如果功率回路不投入，而只投一次调频回路，系统为有差频率运行。

一次调频和功率都投入，则系统为功频调节系统。

DEH系统各主要环节传递函数如图2，其对应的参数见下表：其中表内未填写的参数见汽轮机参数试验报告和发电机参数试验报告。

图 2 DEH 调节系统传递函数

什么是一次调频、二次调频？

第一部分

一次调频是靠调速器装置来进行的，调频范围小属于细调。一次调频是参与电网周波调整，带有一定限幅和死区，反应机组转速变化而相应调整原动机阀门开度的调节是通过调速系统实现的，称为频率的一次调整。

二次调频是靠调频器来进行的，调频范围大属于粗调。“二次调频”是指当“一次调频”不能满足要求时由发电机的调频器所进行的频率调整。二次调频是接受中调命令或手动指令。

一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。一次调频是有差调节，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。所以还需要利用同步器增、减速某些机组的负荷，以恢复电网频率，反应系统频率变化而相应调整原动机阀门开度的调节是通过调频器实现的，称为频率的二次调整。

只有经过二次调频后，电网频率才能精确地保持恒定值。二次调频目前有两种方法：

1，由调总下令各厂调整负荷。

2，机组采用AGC方式，实现机组负荷自动调度

简单的说，一次调频是汽轮机调速系统要据电网频率的变化，自发的进行调整机组负荷以恢复电网频率，二次调频是人为根据电网频率高低来调整机组负荷。