電力系統(tǒng)頻率特性

功率頻率特性（負荷的靜態(tài)頻率特性）

當系統(tǒng)頻率變化時,整個系統(tǒng)的負荷功率PL也要隨之改變,

P_L= F(f)

即這種有功負荷隨頻率而改變的特性叫做負荷的功率—頻率特性，是負荷的靜態(tài)頻率特性，也稱作負荷的調節(jié)效應。

負荷頻率靜態(tài)特性常數(shù)表示負荷對頻率的變化關系，即

電力系統(tǒng)頻率動態(tài)特性

電力系統(tǒng)的有功功率平衡突然遭到破壞時，系統(tǒng)的頻率將從正常的穩(wěn)定值過渡到另一個穩(wěn)定值。這種頻率變化過程反映了系統(tǒng)的頻率動態(tài)特性。它與系統(tǒng)有無備用容量、負荷的頻率調節(jié)效應系數(shù)及電力系統(tǒng)內旋轉機械的慣性時間常數(shù)等有關。因條件不同，系統(tǒng)頻率可能非周期性地逐步下降，也可能經(jīng)波動衰減到某一穩(wěn)定值;系統(tǒng)的慣性時間常數(shù)越大，系統(tǒng)頻率變化過程所經(jīng)歷的時間就越長。

電力系統(tǒng)頻率特性包括負荷頻率特性和發(fā)電頻率特性，又分為頻率靜態(tài)特性和頻率動態(tài)特性。電力系統(tǒng)頻率特性的最大特點是，在一般運行情況下，系統(tǒng)各點的頻率值基本相同。

電力系統(tǒng)頻率特性是電力系統(tǒng)頻率調整裝置、自動低頻減負荷裝置、電力系統(tǒng)間聯(lián)絡線交換功率自動控制裝置等進行整定的依據(jù)。負荷頻率靜態(tài)特性不同種類的負荷對頻率的變化關系各異。有的與頻率無關，有的與頻率的一次方、二次方或更高次方成正比(見負荷靜態(tài)特性)。

電網(wǎng)運行頻率屬于電能質量眾多基本指標中的一個，同時頻率也能很好的顯示出系統(tǒng)的運行狀態(tài)。正常的情況下，系統(tǒng)負荷發(fā)生擾動時，那么系統(tǒng)中的在線發(fā)電機組的調速系統(tǒng)就開始以自動響應的方式調節(jié)發(fā)電機組的出力大小,使得整個系統(tǒng)的功率回歸平衡，從而保證系統(tǒng)的頻率偏差在系統(tǒng)運行所運行的正常范圍內。但是，如果系統(tǒng)發(fā)生重載的線路開短、子系統(tǒng)解列、大發(fā)電機組的跳閘、非常大的負荷擾動等時，系統(tǒng)的功率平衡的狀態(tài)遭破壞,依靠正常的調節(jié)系統(tǒng)也無法維持系統(tǒng)的功率頻率，那么系統(tǒng)頻率就會出現(xiàn)急劇下降的或者上升，甚至會發(fā)生系統(tǒng)崩潰，大片的地方發(fā)生停電現(xiàn)象。因此對于現(xiàn)代的大型電力系統(tǒng)的頻率特性以及動態(tài)變化過程的特點有必要做深入的了解,而能夠更好的保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

頻率特性負荷靜態(tài)頻率特性

電力系統(tǒng)中的頻率發(fā)生變化時，系統(tǒng)中的有功負荷也會隨著頻率變化而變化。這種系統(tǒng)的有功功率負荷與頻率變化之間的特性關系就是負荷的靜態(tài)頻率特性。而依據(jù)負荷與頻率變化的關系的不同可以把負荷分成下列幾類:

1)和頻率變化無任何關系的負荷，比如電阻爐、照明負荷和整流負荷等;

2)和頻率成正比例關系的負荷，比如壓縮機、卷揚機、球磨機和往復水泵等;

3)和頻率的三次方成正比關系的負荷，比如循環(huán)水泵和通風機等;

4)和頻率的高次方成正比關系的負荷。

頻率特性發(fā)電機靜態(tài)頻率特性

電機組的輸出功率和頻率之間的變化關系就是發(fā)電機組的功率-頻率特性。發(fā)電機組的輸出功率的變化主要是由其調速系統(tǒng)通過改變原動機的進汽(或進水量)，從而調整發(fā)電機輸入功率的大小以應對負荷的變化需求。發(fā)電機的靜態(tài)頻率特性主要是由發(fā)電機組的單位調節(jié)功率表示，稱為發(fā)電機組的功頻特性系數(shù)KG。

在二端口RLC串聯(lián)電路中，若定義阻抗

則當負載側有另一個阻抗

即經(jīng)過RLC電路后，電壓信號的幅值和相角都發(fā)生了變化，當輸入電壓的頻率不同，則相應地，網(wǎng)絡的阻抗也不同，對幅值和相角的影響也不同，定義傳遞函數(shù)為

將傳遞函數(shù)幅值化后，可以表達為

幅值部分和相角部分分別稱為幅頻特性和相頻特性，統(tǒng)稱頻率特性。