电力系统的负荷是经常变化的,有的是有规律性的,如随着工厂的上班负荷会增加;有的是随机的,如某条输电线突然跳闸。负荷发生变化后,系统的频率将随之变化。为了维持系统的频率,就需要进行调节,使频率恢复到原先的水平,也就是期望的水平,当然允许一定的误差。这个误差随系统规模的大小而变。一般来说,大系统允许的误差要小些,如0.1Hz,小系统允许的误差大些。严格地说,负荷发生变化后,不仅频率受到影响,电压也受到影响。因此,有功功率的控制与无功功率的控制是有联系的。但相应的系统灵敏性分析表明:
(1)有功功率的不平衡主要影响系统频率,基本上不影响系统母线电压。
(2)无功功率的不平衡主要影响系统母线电压,基本上不影响系统频率。
因此,通常将有功功率控制与无功功率控制分成两个相对独立的问题来处理。这种分割在分析系统小波动时是合适的,如果系统发生大波动,频率和电压偏差都比较大,相互独立的假设就不再成立。电力系统的自动发电控制不涉及系统大波动情况,届时,它将自动退出控制。因此,我们只研究小波动时的情况,可以将自动发电控制与自动电压控制分别单独处理。现在,我们深人地分析系统负荷发生变化以后的情况。
一旦某条输电线跳闸或突然有一批负荷增加到系统中,出力与负荷的不平衡首先由系统的惯性存储的能量来补偿,这导致系统频率的下降。系统频率下降后,一些负荷(如电动机负荷)也会随之下降,因此,新的平衡有可能在较低的新频率下达到。如果不平衡值不大的话,此效果能阻止系统频率的下降,通常这在不到2s的时间内完成。
如果出力与负荷的不平衡值比较大,导致频率偏差超过了机组调速器的死区,调速器将动作,增加机组的出力以减小系统频率的偏差,我们通常称之为一次性调节。调速器的动作和负荷因频率下降而减少,补偿了出力与负荷的不平衡,就可能达到新的平衡。这种新平衡通常在10s左右时间完成。