Автоматическое регулирование режима энергосистемы по частоте

При сильных нарушениях баланса возможно нарушение саморегулирования, что может привести к возникновению аварийной ситуации в энергосистеме.Частота в энергосистеме является показателем состояния баланса мощности; задача поддержания баланса сводится к поддержанию номинальной частоты.Регулирование режима энергосистемы по частоте сводится к постоянному поддержанию баланса мощности путем ручного или автоматического (а чаще и того, и другого одновременно) изменения нагрузки генераторов электростанций таким образом, чтобы частота все время оставалась близкой к номинальной. Стандартом на качество электроэнергии предусмотрено поддержание частоты в энергосистеме в пределах 50±0,1 Гц.Причиной отклонения частоты от номинального значения является нарушение общего баланса мощности энергосистемы . Величину этого нарушения назовем первичным небалансом мощности DР: (37)Нормально DР = 0, и формула (37) превращается в (35). Небаланс положителен при избытке мощности генераторов () и отрицателен при дефиците мощности генераторов ().При возникновении небаланса (DР ¹ 0) частота изменяется таким образом, чтобы при новом её значении восстановилось равенство между суммарными нагрузками генераторов и потребителей. Новые значения мощности генераторов и потребителей можно выразить следующим образом: (38) (39)Из (36) с учетом (37)–(39) следует взаимосвязь между небалансом мощности при номинальной частоте DР и изменениями мощности генераторов DРГ,f и потребителей DРП,f в результате последовавшего за возникновением небаланса изменения частоты:DР = – (DРГ,f – DРП,f) (40)Реакцию генераторов и потребителей энергосистемы на изменение частоты, появляющуюся вслед за возникновением первичного небаланса DР, будем называть вторичным небалансом энергосистемы по частоте DРf:DРf = (DРГ,f – DРП,f) (41)Как следует из (40) и (41), вторичный небаланс энергосистемы равен по величине первичному небалансу и противоположен ему по знаку; его появление компенсирует первичный небаланс и восстанавливает при новой частоте нарушенное равновесие:DР + DРf = 0.2.Частотные характеристики энергосистемыЧастотная статическая характеристика потребителейОпределяет изменение суммарной мощности потребителей  энергосистемы в зависимости от изменения частоты f при постоянстве других факторов, влияющих на мощность (напряжения и т.п.).Потребители большой энергосистемы могут быть условно подразделены на группы, в пределах которых потребители более или менее одинаково реагируют на изменение частоты. Наиболее характерные группы потребителей приведены в Электротехническом справочнике т.2, кн. 1.В общем случае частотная характеристика потребителей энергосистемы может быть представлена выражением:(42)где каждым из слагаемых учитывается суммарная мощность отдельных групп потребителей.Рис. 37.Частотная статическая характеристика обобщенных потребителей энергосистемы (1) и её изменение при подключении дополнительных потребителей (2).Как следует из (37), частотная статическая характеристика потребителей существенно нелинейна, однако в узком интервале частот (45-50 Гц) эта нелинейность сравнительно невелика и согласно ПУЭ при приближенных расчетах может не учитываться.