3.3.1電力系統(tǒng)的頻率響應與慣響應

作為衡量電網(wǎng)運行狀態(tài)的重要指標之一，頻率必須時刻保持穩(wěn)定才能保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。頻率響應(Frequency Response, FR)是電力系統(tǒng)頻率的過渡和調(diào)過程，按照不同的時間尺度和控制目標劃分通常包含慣響應、一次調(diào)頻(PFC)、二次調(diào)頻(SFC)和三次調(diào)頻(EDC)。其中，慣響應(Inertial Response,IR)是電力系統(tǒng)頻率響應中的重要環(huán)之一，是同步發(fā)電機的固有物理特。當電網(wǎng)頻率突變時，同步發(fā)電機可以利用自身慣抑制頻率的突然變化，使發(fā)電機能有足夠的時間過渡到一次調(diào)頻環(huán)，重新建立功率平衡，避免發(fā)電機組因頻率變化率或頻率偏差過大而脫網(wǎng)。慣響應階段的響應速度快，功率支撐時間短，一般在lOs以內(nèi)，該階段主要表現(xiàn)為發(fā)電機組釋放或吸收旋轉(zhuǎn)部件的動能。一次調(diào)頻是系統(tǒng)頻率偏離額定值后發(fā)電機機組的自我控制，響應速度相對較慢，功率支撐時間一般在l Os-2min之間;二次調(diào)頻通常采用自動發(fā)電控制(AGC)實現(xiàn)，為無差調(diào)，是區(qū)域內(nèi)的機組通過監(jiān)視并調(diào)整聯(lián)絡線功率維持系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定，響應速度比較慢;三次調(diào)頻則是針對負荷變化進行經(jīng)濟調(diào)度，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。在實際的系統(tǒng)中，傳統(tǒng)同步發(fā)電機組不僅擁有較大的轉(zhuǎn)子慣量，能夠抑制頻率的波動(慣響應)，還配有調(diào)速器和調(diào)頻器，通過調(diào)整原動機輸入功率(一次調(diào)頻)和頻率特曲線(二次調(diào)頻)來維持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定。以有功功率缺額導致的電網(wǎng)頻率下降為例