發(fā)電機組的積差調(diào)頻法（同步時間法）方程式

摘要：積差調(diào)頻法（或稱同步時間法）是根據(jù)機構(gòu)頻率偏差的累積值進行作業(yè)的。頻率積差調(diào)整法的長處是能使發(fā)電機頻率維持額定，計劃外的負(fù)載能在所有參加調(diào)頻的發(fā)電機組間按一定的比例進行分配。而其缺點是頻率積差信號滯后于頻率瞬時值的變化，因此調(diào)節(jié)流程緩慢。

頻率積差調(diào)整法又稱同步時間法，是按頻率偏差對時間的積分進行調(diào)節(jié)的。積差調(diào)整法的調(diào)整準(zhǔn)則是對各個調(diào)頻發(fā)電機組按頻率偏差對時間的積分進行調(diào)節(jié)，其調(diào)整方程為

當(dāng)負(fù)載增大時，頻率下降，產(chǎn)生Δf＜0。式（7-24）中∫Δfde不斷增加其負(fù)值，使原有平衡狀態(tài)遭到破壞，調(diào)頻發(fā)電機組的調(diào)節(jié)機構(gòu)增加給定功率ΔPc，直到Δf＝0，調(diào)整步驟結(jié)束，這時調(diào)頻發(fā)電機組增加的輸出功率ΔPc＝－K1∫Δfdt。同步時間法適合于中大型系統(tǒng)中有多個調(diào)頻廠的狀況，各廠根據(jù)設(shè)定的積差調(diào)節(jié)原則進行調(diào)節(jié)。

當(dāng)采用多個調(diào)頻電廠調(diào)頻時，可以采用分散步驟，即參與調(diào)頻電廠各有一套頻差積分信號產(chǎn)生器，就地分散發(fā)生∫Δfdt信號進行調(diào)頻。因機構(gòu)頻率具有同一性，于是各調(diào)頻電廠的∫Δfdt保持一致。為了保證各調(diào)頻電廠測得的值盡可能一致，預(yù)防因頻差積分的區(qū)別而造成容量分配上的誤差，需配置高精度的頻率檢測。這種調(diào)頻策略不需遠(yuǎn)動通道，另外，近代電子技術(shù)可使各調(diào)頻電廠的∫Δfdt具有很高的一致性，因而不會發(fā)生功率分配上的誤差。

調(diào)整的物理程序如下：當(dāng)出現(xiàn)計劃外負(fù)載增加時，致使頻率下降，Δf≠0。由調(diào)節(jié)方程求得ΔPc＞0，故而調(diào)頻發(fā)電機組增加輸出功率。緊接著Δf減小，不斷調(diào)節(jié)結(jié)果，最后Δf趨近于零，調(diào)節(jié)流程結(jié)束，頻率維持額定值。此時，調(diào)頻發(fā)電機組增加的出力正好等于計劃外負(fù)載。若系統(tǒng)負(fù)載降低，調(diào)節(jié)程序與上述過程相仿，只是調(diào)頻發(fā)電機組輸出功率減小，最后Δf同樣趨近于零。

圖1示出了積差調(diào)節(jié)的作業(yè)過程。在0～t1時間內(nèi)，無計劃外負(fù)荷，機構(gòu)有功功處于平衡狀態(tài)，調(diào)頻發(fā)電機組按原輸出功率運轉(zhuǎn)，ΔPc＝0，機構(gòu)頻率為額定值，Δf＝0。在t1瞬間，計劃外負(fù)荷產(chǎn)生，頻率開始下降，Δf＜0，于是調(diào)頻發(fā)電機組按式（7-24）增加輸出功率，只要Δf≠0?！姚de不斷累積，調(diào)節(jié)程序就不會終止，直到t2時刻裝置頻率恢復(fù)額定值，調(diào)節(jié)流程才結(jié)束，此時調(diào)頻發(fā)電機組增加的輸出容量ΔP1保持不變。t2～t3期間；系統(tǒng)處于新的容量平衡狀態(tài)，Δf＝0。在t3時刻，機構(gòu)負(fù)荷降低，系統(tǒng)頻率升高，Δf＞0，調(diào)頻發(fā)電機組按式（7-24）減少出力，同樣，只要Δf≠0，調(diào)整步驟不會終止，直到t4時刻系統(tǒng)頻率恢復(fù)額定值，調(diào)節(jié)步驟才結(jié)束，此時調(diào)頻發(fā)電機組降低的輸出功率ΔP1-ΔP2保持不變。

由以上剖析可見，按式（7-24）工作的積差調(diào)頻，調(diào)整結(jié)束可維持機構(gòu)頻率為額定值，實現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。調(diào)頻發(fā)電機組承擔(dān)的功率變化量等于計劃外負(fù)荷的數(shù)值。因∫Afdt滯后Δf變化，所以調(diào)頻過程緩慢，這是積差調(diào)頻的缺陷。

一般認(rèn)為機構(gòu)在穩(wěn)態(tài)時全網(wǎng)的頻率是統(tǒng)一的，即裝置各點的頻率相等。在機構(gòu)中產(chǎn)生負(fù)荷增量ΔPL后，經(jīng)一次調(diào)頻和二次調(diào)頻后，負(fù)荷增量將全部由n臺調(diào)頻發(fā)電機組增加輸出功率平衡，頻率恢復(fù)至額定運行，即

上述調(diào)頻準(zhǔn)則是依照頻率偏差的積分進行的，按分配系數(shù)確定發(fā)電機組的增加容量。頻率的偏差積分滯后于頻率的變化，調(diào)解過程較緩慢。改良方案是在頻率的偏差積分基礎(chǔ)上，加入頻率的瞬時變化信息，以加快頻率調(diào)節(jié)的初始轉(zhuǎn)速。改進后的方程為

Δf＋Ri(ΔPci＋αiKiΔfdt) = 0                            (7-28)

分散的積差調(diào)節(jié)法依靠于調(diào)頻發(fā)電機組對頻率偏差測定的一致性。為處置頻率信號的不一致性，依靠電力機構(gòu)的調(diào)度裝置完成對頻率的測定與調(diào)整的管理。通過調(diào)度側(cè)監(jiān)控與參數(shù)采集機構(gòu) SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）采集并傳送各個電廠的實時參數(shù)，實現(xiàn)集中調(diào)頻。

集中制調(diào)頻是在中心調(diào)度所設(shè)置一套高精度標(biāo)準(zhǔn)頻率產(chǎn)生器，再取用裝置頻率，集中產(chǎn)生頻差積分信號∫Δfdc，確定各調(diào)頻發(fā)電機組的調(diào)整量，通過遠(yuǎn)動通道送向各調(diào)頻電廠。在調(diào)頻電廠中，設(shè)一臺有功功率監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)運行步驟再進行分配各發(fā)電機組所應(yīng)承擔(dān)的功率，如圖2所示。監(jiān)控系統(tǒng)輸入信號除了調(diào)度送來的頻差積分信號外，還有就地的頻差信號和各發(fā)電機組的輸出功率信號，輸出信號為各發(fā)電機組按式（7-28）確定的功率調(diào)整量。