由于电力系统的负荷随时都在变化,因此系统的频率也会随时变化,欲使频率的变化不超过允许范围,就必须对频率进行调整,这是电力系统调度部门的主要工作之一。
为满足电力系统最大负荷的需要,电力系统必须留有足够的备用容量,例如检修备用、事故备用、调频备用等。根据备用转入预先的条件,备用可分为以下四级:
第一级属“秒”级备用,也就是热备用或旋转备用,此类备用容量可在几秒内发挥作用,包括未带负荷的发电机组,特别是运行的水轮机组,除调速器随频率起作用外,还能迅速增减负荷,在最高负荷时,此类备用要留高峰负荷2%~3%,在负荷上升时,要根据负荷上升速度,留有更多备用。
第二级属“分”级备用,可以称为温备用,完全在启动备用状态,在1~5min内即可并网发电,例如备用中的燃气轮机、水力发电机组、蓄能方式运行的抽水蓄能机组。这类备用机组的启动,可采用低频自起动方式,第二类的备用容量一般为高峰负荷的1%~1.5%。
第三组属“时”级备用,一般需1~2h才能投入运行,可称作“低温”备用,例如保持热状态下的火电机组。凡深夜停机备用,次日高峰前并网的机组都属于此类型。按保证对用户连续供电的要求,这类备用容量应留有高峰负荷的2%~3%。
第四级属“长时”备用,也称冷备用,此类设备的起动需2~24h以上,包括节假日停用的机组、耗能大的小机组、局部维修的水火电机组。
以上各级备用可根据负荷情况转入上一级,也可转入下一级。第一级备用,也就是调频容量,作为经常性负荷变动的调整容量。第二、第三级的备用容量,主要作为日负荷升涨的需要,如从负荷低谷到高峰,必须有足够的容量满足高峰负荷的需要。由低谷到高峰所需容量,习惯上称为调峰容量。
在电源不足情况下,某些负荷可短时停用作为一种补充备用容量,如列入《超计划用电拉电序位表》的线路负荷、低频减载切负荷装置所切除的负荷等。
在由若干个系统互联的联合电网中,频率和联络线控制方式有以下几种方式:
(1)联络线负荷频率偏移控制。各系统都有相应备用容量,随所管辖系统的负荷变动承担调整容量。
(2)定联络线负荷控制。在联合电网内,某些网只负责保持联络线负荷,保证联络线负荷变化不超过规定范围。
(3)联合电网内其中一个系统负责调频,其他的负责联络线控制。
对以上三种控制方式,要根据系统备用容量、水火电比例、自动化水平、电网间的协议来选用。华东电网根据第三种方式控制频率,使频率保持在49.8~50.2Hz内运行。