Динамические частотные характеристики энергосистемы.

Это есть зависимость изменения частоты, при возникновении дефицита мощности, от времени, т.е. f=φ (t). То есть определяет характер протекания переходного процесса изменения частоты вследствие появления дефицита мощности.

. Р_Н.Б. – мощность небаланса.

При равенстве Р_Г = Р_НАГР – установившийся процесс. При возникновении Р_Н.Б на вал генератора будет действовать ускоряющий или тормозящий момент:

, тогда

.

Уравнение движения эквивалентного генератора в операторном виде:

, (3)

где – постоянная времени маховой инерции генераторов и нагрузки, отнесённая к мощности нагрузки. Р_Н.Б* – небаланс, отнесённый к мощности нагрузки.

1. Если отсутствует РЭН (К_Н = 0), то Р_Н.Б* = Р_Н.Б*0 = const.

В этом случае уравнение движения описывается интегрирующим звеном с коэффициентом передачи: . Частота будет уменьшаться (линейно).

2. К_Н> 0

– апериодическое звено первого порядка.

, .

Такая передаточная функция может быть получена путём охвата интегрирующего звена жёсткой отрицательной обратной связью по структурной схеме:

Решение дифуравнения (3) описывается зависимостью частоты от времени и носит экспоненциальный характер.

, (5)

где f₀, f – начальная и текущая частота, Р_Н0 – мощность нагрузки при номинальной частоте, Р_Н.Б.0 – небаланс мощности, равный возникшему дефициту мощности.

Чем больше К_Н, тем меньше снижение частоты, поскольку сильнее уменьшается потребляемая мощность. При подъеме частоты (например, в результате действия АЧР) в формуле (5) меняется только знак:

.

Скорость снижения частоты можно определить путём дифференцирования (5) по времени. Максимум скорости приходится на t=0. по скорости снижения частоты можно определить значение возникшего относительного дефицита мощности, т.е. произвести отключения соответствующих нагрузок в самом начале переходного процесса. Минимальное значение частоты можно определить из (5), подставив t=∞ (время установившегося процесса снижения частоты). Исходя из этого определяется, при каком дефиците мощности при разных К_Н частота может снизиться до опасных значений. Опасные снижения частоты до величины 45 Гц возникают уже при достаточно малых дефицитах мощности (10–30%).