电力系统的一次调频-什么是二次调频

什么是电力系统的一次调频，什么是二次调频
2011-7-10 19:05
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一次调频:
各机组并网运行时,受外界负荷变动影响,电网频率发生变化,这时,各机组的调节系统参与调节作用,改变各机组所带的负荷,使之与外界负荷相平衡.同时,还尽力减少电网频率的变化,这一过程即为一次调频.
二次调频:
一次调频是有差调节,不有维持电网频率不变,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，这一过程称为二次调频。

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
由发电机调速器系统频率静态特性而增减发电机的出力所引起的调频作用叫频率的一次调整。

在电力系统负荷发生变化时，仅靠一次调整是不能回复系统原来的运行频率的，即一次调频是有差调频。

为了使系统频率维持不变，需要运行人员手动操作或调度自动化系统AGC自动地操作，增减发电机组的发电出力，进而使频率回复目标值，这种调整叫二次调整。

说明书说明书。

电网的调频电网的调频：自然调频、一次调频和二次调频。

自然调频和一次调频构成了电网的调频特性，它决定着电网频率的稳定性。

1 .自然调频自然调频是电网的动态调频特性，其特点是利用电网中旋转惯量的蓄能，首先承担电网负荷的变化。

在这一过程中，电网频率偏差将随时间逐渐增大。

自然调频的过程是自然完成的，不需要任何调整手段，其响应时间约为零点几秒。

虽然庞大的旋转惯量有稳频作用，但它却不能取代一次调频，由一次调频决定的电网静态调频特性才是电网频率稳定的基础。

2 .一次调频一次调频是电网的静态调频特性，其特点是通过电网中各机组调速系统的静态特性，利用机组的蓄能承担电网负荷变化，最终使电网频率形成一个稳态频率偏差，一次调频依靠原动机调速系统自动完成，无需电网调度部门进行干预，其响应时间约为几秒。

当电网中所有机组的调速系统都参与一次调频时，电网将负荷扰动按各机组的不等率分配到各台机组上，不等率小的机组将承担较多的负荷分配。

电网中各机组通常按容量相对值承担一次调频量。

各机组的不等率具有大致相同的数值，一般为4%—5%。

3 .二次调频电网频率的准确性主要靠电网的二次调频来保证。

过去，二次调频通常由指定的部分机组完成，这些机组称为调频机组。

二次调频是电网调度通过手动或自动方式对电网频率的干预过程，将电网的负荷变化转移到由预先指定的调频机组来承担，消除一次调频过程留下的频率偏差，使电网频率回到额定值。

同时非调频机组根据一次调频承担的负荷变化量，将按其静态特性自动恢复、负荷又回到扰动前的数值。

随着机组自动化程度的提高，越来越多的机组具备AGC功能，可以不同程度参与电网的二次调频。

二次调频的响应时间约为几十秒至一分钟。

电网中不参加一次调频的机组越多，电网的自平衡能力越差。

自平衡能力差的电网，二次调频任务加重，对二次调频的响应速度要求更高。

综上所述，一次调频过程是有差的比例调节，二次调频由于有积分作用，调整结果没有静差。

电网频率是通过一次调频和二次调频来共同保证的，而机组参与电网一次调频的程度，又必须与电网的发展和运行水平相一致。

电力系统的一次调频是什么一次调频释义一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中其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。

当电网频率升高时，一次调频极快功能要求机组利用其蓄热快速减负荷，反之，机组快速增负荷。

一次调频原理电网的频率是由发电功率与用电负荷大小决定的，当发电功率与用电用气负荷大小相等时，电网频率稳定；发电功率大于用电负荷之时，电网频率升高；发电功率少于用电负荷时，电网频率降低。

a点：电网负荷稳定，频率为50Hzb点：随着用电负荷增多，电网频率降低到b点c点：由于一次调频的积极作用，频率下降有缓解，电网频率回到c点d点：在AGC的作用下，使电网频率恢复到d点，稳定在50Hz从图中可以看出，电网频率下降时可能需要加负荷，电网频率上升时需要减负荷。

一次调频控制回路一次调频回路一般可分为CCS一次调频和DEH一次调频，由这两部分的调频回路共同作用，其中DEH一次调频快速动作（开环控制），CCS一次调频最终稳定负荷（闭环控制）。

DEH侧一次调频的动作值直接控制汽轮机调门，用于改变机组的负荷，使机组加速积极响应响应一次调频的需要；CCS一次调频最终稳定负荷，CCS中的一次调频由运行人员手动投入，一次调频动作后相当于去调节负荷设定值MWD，并确保和DEH的作用方向相同，防止DEH的调节作用被拉回，最终稳定负荷到所需要的值。

一次调频参数设置（1）转速不等率：5%，汽机从额定负荷100%到0%变化时，所对应的转速升高值为150r/min。

δ=150/3000*100%=5%。

也叫速度变动率。

一次调频量的计算方法：ΔPf=K*Δf（K为调频系数,单位为%/r/min，Δf为频差信号），而K=1/(δ*n0)*100%，所以对应660MW机组变化1r/min的转速高的一次调频量ΔPf=1/(3000*5%)*100%*660MW=4.4MW/r/min。

我国电力工业法规定电网的频率误差率1%，电网通过机组的AGC功能及调频机组实现二次调频，保持电网频率稳定，但对电网中快速的小的负荷变化需汽轮机调节系统（DEH）在不改变负荷设定点的情况下，监测到转速的变化，改变发电机功率，适应电网负荷的随机变动，保证电网频率稳定，即一次调频。

为提高电网安全运行水平和频率质量，山东电网发电机组一次调频技术要求：并网运行的机组，其出力大于最低技术出力时，应具备一次调频功能，除数字式电液调节系统的机组由于存在某种缺陷，没有能力快速增减负荷外，机组采用的控制方式不得影响一次调频功能。

通过125MW机组一次调频特性试验研究，检测机组在电网存在周波偏差情况下的快速补偿能力，并通过试验调试相关热控系统的各项参数，以确保在投入一次调频功能后，能够快速补偿电网负荷，并保证机组安全经济稳定运行。

1 一次调频逻辑(1) 控制方式机组一次调频控制方式为DEH+CCS，即DEH内额定转速与汽轮机转速差通过一定函数计算后直接动作调门，CCS进行补偿，保证机组负荷满足电网要求。

(2) DEH内的一次调频参数设置在机组负荷0～125MW的范围内允许投入一次调频，有关参数如表1。

表1(3) CCS内的一次调频补偿逻辑当一次调频动作后，CCS根据电网频率信号，经过死区处理后得出的一次调频负荷，叠加到协调控制回路的主调节器上，补偿汽机负荷变化对锅炉的影响。

图1 原设计一次调频按照一次调频试验工作要求，把原来的一次调频信号经过速率限制改为不经过速率限制，提高机组对频差的响应速度，但经过机组负荷上下限制，以保证机组的安全运行。

(4) 一次调频曲线设定根据新的管理办法规定，#2机组一次调频负荷补偿曲线设置如下图所示。

如果DCS使用电网频率变送器信号，只需将转速信号折算为相应的频差信号即可。

图2 一次调频曲线2 基本参数(1) 一次调频由于系统内机组跳闸或大用户发生跳闸时，电网频率发生瞬间变化，一般变化幅度较大，变化周期在10秒到2～3分钟之间，要求网上机组的负荷能够在允许的范围内快速地调整，以弥补网上的负荷缺口，保证电网频率稳定的过程，称为一次调频。

一次调频：对并网运行的机组，当外在负荷变化引起电网频率变化时，各机组的调节系统自动参与调节，增、减机组负荷，以与外在负荷平衡，从而限制电网频率变化。

一次调频响应速度快。

但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某些机组的负荷，以恢复电网频率，只有通过二次调频电网频率才能维持恒定。

二次调频有两种调节方式1、调度下达负荷指令，由各电厂自行调整。

——手动2、通过AGC自动调整各电厂负荷。

——自动总的来说，一次调频就是机组调节系统根据电网频率变化，自发调整，以维持电网频率。

二次调频则是人为根据电网频率来调整机组负荷。

我厂机组在协调控制或者AGC方式下时，机组负荷由协调控制系统中的功率调节器进行控制。

由于功率调节器不带有负荷前馈功能，为了满足一次调频快速响应负荷的要求，必须在机组协调控制方式下投入DEH侧的一次调频功能（DEH”ST CONTROLLER”画面中”FREQU INFL”按钮）。

我厂DEH系统将以往做在CCS中的汽机主控（包括负荷控制回路和压力控制回路）完全在DEH中实现，相对应的功能分别由“转速/负荷控制器”和“主汽压力控制器”实现。

机组并网前，“转速/负荷控制器”工作，接受转速偏差信号以控制汽机转速。

机组并网后，DEH有两种运行方式：“初压控制方式”：此时DEH接受DCS主汽压力设定信号，由“主汽压力控制器”调节GV开度维持主汽压力，“转速/负荷控制器”在此方式下处于跟踪状态，仅在机组负荷越高限时工作，防止机组超负荷运行。

初压控制方式下，一次调频功能不能投入。

“限压控制方式”：此时DEH由“转速/负荷控制器”调节GV开度以控制负荷，“主汽压力控制器”在此方式下处于跟踪状态，仅在主汽压力超限时工作，以保证机组稳定。

限压控制方式下，可以投入一次调频功能。

一次调频、二次调频简介主讲人 李 论2020.10目录三二次调频四调速器控制一、水轮机调节1.1水轮机调节的任务水能→机械能→电能→输配电→用户(v，f)1.1水轮机调节的任务电压调节发电机电压调节系统频率调节水轮机调节系统频率不稳定的后果：Ø织布不均匀Ø电钟报时不准Ø电动设备因频率低不能启动Ø金属加工时影响精度和光洁度我国电力系统频率规定 50Hz •允许范围：50±0.2HZ1.1水轮机调节的任务水轮发电机组的转动部分是一个围绕固定轴线作旋转运动的刚体，它的运动可由如下方程来描述。

J d dtM M t gω=-J—机组转动部分的转动惯量GD2−机组飞轮力矩，g −重力加速度 —机组角加速度Mt—水流推动水轮机的主动力矩；Mg—发电机电磁阻力矩。

dtd ωgGD J 42=1.1水轮机调节的途径1.1水轮机调节的途径发电机阻力矩)(n f MgMg是发电机定子对转子的作用力矩，它的方向与转向相反，是阻力矩。

由发电机原理可知， Mg代表发电机有功功率输出，即与用户耗电功率的大小有关，与用户的性质有关。

综合用户后的Mg一般是随转速增加而增加的，当用电设备为某一组合时，Mg=f(n)可用一条曲线表示。

1.3水轮机调节过程α,Q图1-2 水轮机调节示意图⑴ Mt、Mg与n的关系 ① Mt：Mt是机组动力矩a)当水头一定，开度一定（如a=a3）n ↑↓→Mt ↓↑ (如下,a 、b ’、c’三点) 。

　b)当水头一定，转速n相同时，a ↑↓→Mt ↑↓(如下,a、b、c三点)。

② Mg：Mg是负荷力矩，与负载性质有关，它代表不同用户设备组合后的总负荷力矩。

a)对同一负荷特性曲线，n↑↓→Mg↑↓（见图1-2中红线）； b)在n一定时，对不同的负荷特性曲线→Mg不同（见图1-2中a、b、c三点）。

1.3水轮机调节过程α,Q图1-2 水轮机调节示意图（2）改变负荷，开度a不变（a=a3)在a3下⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>→→=→→=<→→=01'30202'1()(()(()(n n b n f Mn a n f M n n C n f M gg g 平衡点）平衡点）平衡点）显然，如果负荷变化后，不调节导叶开度，机组转速仍可稳定在某一数值上，水轮机及负荷的这种能力称为自平衡能力。

储能二次调频
储能二次调频是一种用于电力系统频率调节的技术。

它通过使用储能装置（如电池、超级电容器等）来存储电能，并在电网频率发生变化时释放或吸收电能，以帮助维持电网频率的稳定。

在传统的电力系统中，发电机组通常负责一次调频，即根据电网负荷的变化调整发电功率，以维持电网频率的稳定。

然而，由于发电机组的响应速度较慢，难以满足快速变化的负荷需求。

储能二次调频技术的出现，可以提供更快的响应速度和更精确的频率调节能力。

储能二次调频的工作原理如下：当电网频率下降时，储能装置会迅速释放存储的电能，增加系统的功率输出，从而提升电网频率；相反，当电网频率上升时，储能装置会吸收多余的电能，减少系统的功率输出，以降低电网频率。

通过这种快速的能量吞吐，储能装置可以帮助电网更好地适应负荷变化，维持频率稳定。

储能二次调频技术具有许多优点，如响应速度快、调节精度高、可实现分布式控制等。

它可以与传统的发电机组和其他调频手段相结合，提高电力系统的整体调频能力和可靠性。

此外，储能二次调频还可以为可再生能源的集成提供支持，促进能源转型和可持续发展。

随着储能技术的不断发展和成本的降低，储能二次调频有望在未来的电力系统中得到更广泛的应用，为电网的稳定运行和能源的有效利用做出贡献。

一次调频、二次调频原理作用在电网并列运行的机组当外界负荷变化引起电网频率改变时，网内各运行机组的调节系统将根据各自的静态特性改变机组的功率，以适应外界负荷变化的需要，这种由调节系统自动调节功率，以减小电网频率改变幅度的方法，称为一次调频。

一次调频是一种有差调节，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。

通过增减某些机组的负荷，以恢复电网的频率，这一过程称为二次调频。

二次调频的实现方法有以下两种：1）电网调频由中心调度所调度员根据负荷潮流及电网频率，给各厂下达负荷调整命令，由各发电单位进行调整，实现全网的二次调频。

2）采用自动控制系统（AGC），由计算机（电脑调度员）对各厂机组进行遥控，来实现调频全过程，参与该系统的各机组必须具有几路协调控制系统。

机组一次调频功能是指当电网频率超出规定的正常范围后，电网频率的变化将使电网中参与一次调频的各机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡，并且将电网频率的变化限制在一定范围内的功能。

一次调频功能是维护电网稳定的重要手段。

负荷波动导致频率变化，可以通过一次和二次调频使系统频率在规定变化内。

对于负荷变化幅度小，变化周期短所引起的频率偏移，一般由发电机的调速器来进行调整，这叫一次调频．对负荷变化比较大，变化周期长所引起的频率偏移，单靠调速器不能把它限制在规定范围里，就要用调频器来调频，这叫二次调频．为了保证电网的频率稳定，一般对电力环节要进行调频，即一次和二次调频，频率的二次调整是指发电机组的的调频器，对于变动幅度较大（0.5~1.5%），变动周期较长（10s~30min）的频率偏差所作的调整。

一般有调频厂进行这项工作。

电网周波是随时间动态变化的随机变量，含有不同的频率成分。

电网的一次调频是一个随机过程。

因为系统负荷可看作由以下3种具有不同变化规律的变动负荷所组成[1]：①变化幅度较小，变化周期较短，（一般为10s以内）的随机负荷分量；②变化幅度较大，变化周期较长（一般为10s到3min）的负荷分量，属于这类负荷的主要有电炉、轧钢机械等；③变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的主要原因是工厂的作息制度，人民的生活规律等。

一次调频和二次调频所谓“一次调频”一般是指由发电机的调速器进行的，而“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一次调频:各机组并网运行时,受外界负荷变动影响,电网频率发生变化,这时,各机组的调节系统参与调节作用,改变各机组所带的负荷,使之与外界负荷相平衡.同时,还尽力减少电网频率的变化,这一过程即为一次调频.二次调频: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，这一过程称为二次调频。

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。

一次调频与二次调频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。

华北电力大学 2007-2008_学年第_1_学期《电力系统分析基础》考试试卷(A)答案及评分标准一、填空题(每空2分，共30分)1．电力系统有功功率不平衡时，主要表现为系统频率的改变；而无功功率不平衡时，主要表现为系统电压的改变；2．电力系统中性点运行方式有直接接地，经消弧线圈接地，不接地。

3．电压中枢点调压方式有恒调压，逆调压，顺调压。

4．一般而言，牛顿拉夫逊法的迭代次数比PQ分解法少，收敛速度比PQ分解法慢。

5．并联电容器补偿的无功随电压的降低而降低，串联电容器补偿的无功随支路电流的增大而增加。

6．电力系统中的无功电源包括发电机，电容器，调相机等。

二、简答题(20分)1．高压输电线路在轻载时往往投入并联电抗器，这是为什么？（3分）答：高压输电线路轻载时由于线路的充电功率过大，线路的电压有可能过高。

因此投入并联电抗器，减小线路的充电功率，进而降低线路末端电压。

2．什么叫线路的自然功率？（3分）答：无损耗线路末端负载为波阻抗时吸收的功率。

3．什么是电力系统的一次调频，什么是电力系统的二次调频？（6分）答：一次调频：系统中所有发电机都参与的调整任务，依靠调速器完成，是有差调节。

二次调频：只有系统中的调频发电机组参与，依靠调频器完成，是无差调节。

4．为什么通过改变发电机的励磁可以改变系统的无功分布？（3分）。

答：系统中的无功分布与电压大小有关，而改变发电机的励磁可以改变发电机端口电压进而可以系统中的无功分布。

5．什么是标幺制？什么是有名制？（2分）答：标幺制为具有物理量纲的物理量除以基准值所得值。

有名制为具有物理量纲的物理量。

6．变压器的分接头调整能否阻止当系统中无功不足引起的电压降低？为什么？（3分）答：不能。

变压器的分接头只能改变无功分布，不能产生无功，因此无法阻止当系统中无功不足引起的电压降低。

三、计算题(50分)1．（10分）已知末端电压为10.2KV，阻抗支路∆U=－0.39KV，δU=2.16KV。