【干货】电力系统规划设计-电站之间是如何保证频率同步的？-北极星输配电网

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电站保持频率同步包含两个问题：1）电站怎么和电网保持频率同步2）当电网频率变化时，电站怎么调整。

1）电站与电网保持频率同步

中国电网工频为50HZ，电源都来自电厂，那么，理论上全国电厂的输出频率都是50HZ，也就是两极汽轮发电机的转速都是n＝60f/p，3000转/分钟（特殊情况不介绍）。

电网初建的时候。一个电厂向电网供电，发电机转数为3000转，于是电网上就有了50Hz的交流电。后来新增电厂也以3000转的转数发电（让发电机转数固定不难），当然，电网传播的是三相交流，若电网某一相处于波谷，而电厂处于波峰，并网容易发生短路，这时候最简单的办法就是让电厂转数和电网略差，如2999转/分钟，这样半分钟后两者相位一致，此时自同步装置合闸可以同步运行。

随着时间推移，电网相位又会产生差异，频率不变的情况下，半分钟后又会发生短路么？不会，两者相位有差的时候，会有电流产生，此时发电机落后电网相位（相位变化慢），电网向发电机供电，发电机转数上升，而电网供电机组转数下降，最终在2999-3000之间达到一致。

所以可以认为大电网的频率是刚性的，电厂并网必须和电网保持同步，即使并网初始频率并不为50HZ，快的也会被拖慢，慢的会被拖快。

发电机同步于某个转数了，但是相位并不是完全一样的，这取决于出力情况和线路长度（电容效应），这里就引出功角这个概念，相位超前电网，发电机向电网送有功功率，落后电网，则吸收。当然有功对频率是有影响的，这既是我们通常说的有功--频率，无功-电压的对应关系，首先电机力矩乘以转速就为发电机有功功率：P=M*N/9550，此时当电网的发电机都加大出力时（加大功角），转速就会发生变化了，这时候电网的频率机会发生变化，朝减小功角的方向，即频率上升。若此时电网负载不变，则频率会持续上升，但此时其实不会，因为电网发电机转速加快的时候，负荷也会变大，就阻止了频率的继续上升，就会在一个50HZ稍高的位置达到平衡，这就是引出第二问题。

2）当电网频率变化时，电站怎么调整

频率变化了，就需要机组进行调频，分为一次调频和二次调频。

简单的说，一次调频是汽轮机调速系统根据电网频率变化，自发的进行调整机组负荷以恢复电网频率，是有差调频；二次调频是人为根据电网频率高低来调整机组负荷，理论可做到无差调节。

一次调频的主体是众多电厂，由调速器动作完成，针对的是非常频繁的较小的负荷波动；二次调频主体是调频电厂，由调频器动作完成，针对的是变化幅度较大，变化频率较慢的负荷波动。

延伸阅读：【干货】电力系统规划设计-国家电网一分为五是否有根据？

原标题：原标题:电站之间是如何保证频率同步的？

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