[科普中国]-频率调整

频率调整，又称频率控制，是电力系统中维持有功功率供需平衡的主要措施，其根本目的是保证电力系统的频率稳定。电力系统频率调整的主要方法是调整发电功率和进行负荷管理。按照调整范围和调节能力的不同，频率调整可分为一次调频、二次调频和三次调频。电力系统频率调整也是电力市场的重要组成部分。

目标调整电力系统的频率，使其变化不超过规定的允许范围，以保证电能质量。频率是衡量电能质量的基本指标之一，是反映电力系统电能供需平衡的标志。1

电力系统的负荷随时都在变化，系统的频率也相应发生变化。因此必须对频率进行调整。频率调整主要与有功功率调节和控制有关。因此，在实用上应将频率调整与电厂有功功率的控制、系统有功功率的经济分配和联络线功率控制结合起来，实现如下目标：1

①维持系统额定额率（中国为50赫兹），不使其偏移超过规定的允许值（正常运行时，中、小容量电力系统允许频率偏差为±0.5赫兹，大容量电力系统为±0.2赫兹）。

②经济分配电厂和机组负荷，求得全系统燃料总耗量最低，降低网络损耗。

③控制联络线功率，防止过负荷，维持系统稳定运行。

④进行电钟和天文钟之间的时间差校正，保持电钟的准确度。1

分类一次调频是指当电力系统频率偏离目标频率时，发电机组通过调速系统的自动反应，调整有功出力以维持电力系统频率稳定。一次调频的特点是响应速度快，但是只能做到有差控制。2

二次调频，也称为自动发电控制（AGC），是指发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时跟踪频率，以满足系统频率稳定的要求。二次调频可以做到频率的无差调节，且能够对联络线功率进行监视和调整。2

三次调频的实质是完成在线经济调度，其目的是在满足电力系统频率稳定和系统安全的前提下合理利用能源和设备，以最低的发电成本或费用获得更多的、优质的电能。2

电力系统频率调整也是电力市场的重要组成部分。2

调频原理直接利用发电机组原动机调速器特性调频称为一次频率调整。它不需要自动频率调整装置，也不须进行人工调整，但当系统负荷变化幅度大时，频率变化范围会超过规定的范围。因此，实际运行中需辅以二次频率调整，即由手动或自动装置移动调速系统特性曲线的位置，进行频率的调整。在大型电力系统中，为了避免在频率调整过程中出现过调或频率长时间不稳定的现象，须指定主要频率调整厂和辅助频率调整厂。主要频率调整厂负责全系统的二次频率调整工作，一般是选择有调节能力的1～2座水电站承担。辅助频率调整厂只当频率超过某一规定的偏移范围后才参加频率调整工作，一般由少数几座频率低的火电厂承担。大容量高效率火电厂、核电站、径流式水电站带基荷，不参与频率调整。3

维护频率质量要求为了随时维持电力系统合格的频率质量，还必须做好系统调度运行管理工作：编制准确的日负荷计划；在确保各电厂间机炉的经济运行、系统安全可靠性，并给主要频率调整厂留有足够调频容量的条件下，制定并下达各电厂的发电任务，保证主要频率调整厂能随时按规定调整系统的频率。3

大电力系统之间的互联是电力系统发展的必然趋势。互联电力系统的频率调整比较复杂，可采取不同的调频方式：按频率的调整方式，按联络线交换功率的调整方式和按频率及交换功率偏移的调整方式。采用复杂调频方式的调频工作须通过调度自动化系统来完成。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所