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术语表 · 电网与市场

电网频率

电力系统中交流电改变方向的速率,为 50 Hz 或 60 Hz,反映供需的瞬时平衡。

电网频率是同步电力系统中交流电每秒完成的周期数。欧洲大陆、亚洲大部分地区、非洲和澳大利亚用 50 Hz;北美、南美部分地区、沙特阿拉伯、台湾和日本西部用 60 Hz。日本一分为二:东部(东京)50 Hz,西部(大阪)60 Hz,两边靠变频站相连。

频率实时反映供需是否平衡。发电多于负荷,旋转电机加速,频率上升;负荷多于发电,频率下降。变化快慢取决于系统惯量:

df/dt = (ΔP × f₀) / (2 × H × S)

式中 ΔP 为功率不平衡量,f₀ 为额定频率,H 为惯性常数(秒),S 为同步电机的额定功率。

欧洲大陆(ENTSO-E)正常运行时,频率保持在 50 Hz ±50 mHz 以内;偏差到 ±200 mHz 时,频率遏制备用(约 3,000 MW)全部动作;跌到 49.0 Hz 开始低频减载。北美由 NERC 标准规定各互联电网的频率响应义务。频率大幅偏离会触发自动保护,还可能连锁演变成大停电,比如 2025 年 4 月的伊比利亚大停电,以及 2019 年 8 月英国频率跌到 48.8 Hz 的事故。

相关术语

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  • 惯量(电网)

    同步旋转的发电机和电动机中储存的动能,能抵抗电网频率的突变。

  • 频率响应

    电网突然失衡后,为阻止和纠正频率偏差而自动发生的发电或负荷变化。

  • 辅助服务

    系统运营商在电能量之外采购的、用于保持电网稳定安全的服务,例如调频备用、电压控制和黑启动。

  • 构网型逆变器

    自行建立电压和频率基准的逆变器,表现为电压源,能稳定弱电网并提供虚拟惯量。

  • 黑启动

    在全部或部分停电后,利用无需电网供电即可启动的机组恢复电力系统的过程。

  • 无功功率

    交流功率中在电源和负载之间来回振荡、不做净功的分量,用于维持磁场和电场以及控制电压。