一次调频的随机过程分析

电网周波是随时间动态变化的随机变量，含有不同的频率成分。电网的一次调频是一个随机过程。因为系统负荷可看作由以下3种具有不同变化规律的变动负荷所组成[1]：① 变化幅度较小，变化周期较短，（一般为10s以内）的随机负荷分量；② 变化幅度较大，变化周期较长（一般为10s到3min）的负荷分量，属于这类负荷的主要有电炉、轧钢机械等；③ 变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的主要原因是工厂的作息制度，人民的生活规律等。一次调频所调节的正是叠加在长周期变化分量上的随机分量，这就决定了电网一次调频的随机性质。     系统规模不大时，电力系统的调峰和调频问题的研究主要从静态的角度开展。例如，在20世纪80年代中期以前，研究的重点主要是电厂负荷的静态经济分配、安全经济的静态调度、静态最优潮流等，它们对系统的许多动态信息，尤其是许多时间方向上的动态约束信息关心不够，这在系统规模和负荷发展相对有限的早期是可以接受的。然而，随着系统规模和负荷的迅速发展，电网的调峰和调频出现了许多新的问题和特点，这时再从静态的角度进行解决已很难达到多方协调的效果。     基于静态范畴的一次调频特性的概念是把电网中各台机组负荷分配规律简单地归结为与不等率成反比的关系，而实际情况并非如此简单。在考察汽轮发电机组对周波变化的一次调频响应时，不仅要看周波变化的幅度，还要看周波变化的速度，因此要涉及到不同机组对不同频率的负荷扰动适应能力的差异，如再热机组与非再热机组。而这一点用静特性概念是不能描述的，所以必须重新从动态角度来考虑问题。     另外，汽轮机调节系统对周波变化的各频率分量的响应能力不同。例如，对设计有高压调节阀动态过开能力与没有此能力的再热机组，即使二者静特性完全一致，它们对不同频率的周波变化信号的功率输出响应也可能不一致。因此，也需要从动态范畴重新考虑这个问题。     本文从随机过程的角度对一次调频的动态特性进行研究并给出了定量的描述，是对文[3]的补充和发展。