電力系統頻率與電壓的關係到底是怎樣的？

01-21

系統頻率與電壓的變化關係上課的時候就沒聽懂現在要用了更是想不明白了

首先說一說系統無功功率與電壓、有功功率與頻率的關係吧。他們之間的關係推導過程比較複雜，在這裡就只說下結論了。

系統無功電源比較充足，能滿足較高電壓水平下的無功平衡的需要，系統就有較高的運行電壓水平；反之，無功不足就反映為運行電壓水平偏低。因此，電力系統運行時就需要滿足額定電壓下的系統無功功率平衡。至於有功功率與頻率之間的關係就是，負荷有功功率變大，系統頻率就會下降，反之負荷有功功率減小，系統頻率就會升高。

最後，對於頻率與電壓之間的關係，電力系統中比較重要的兩個參數就是他們，二者必須時刻保持在一定的範圍內，否則，電力系統的穩定性就會遭到破壞。這也就是為什麼系統必須保持有功功率與無功功率平衡的原因。

如果系統的頻率下降時，發電機發出的無功功率將會減少（因為發電機的電勢與頻率的平方或三次方成正比關係）；而變壓器和非同步電動機勵磁所需要的無功將會增加，繞組的無功功率損耗會減少；線路電容充電功率和電抗的無功損耗都要減少。但總的來說系統無功需求會略有增加。則在頻率下降時，如果系統無功不足電壓會下降；相反頻率上升系統電壓會上升。

如果系統電壓水平提高，負荷所需的有功功率將會增加，電網損耗會略有減少，但系統總的有功需求會增加。如果有功電源不充足，此時就會引起頻率下降。相反，系統電壓降低，頻率會有所升高。

另外，對於系統出現由於功率不足而出現的頻率與電壓都偏低時，應當首先解決有功平衡問題，即先調整系統頻率到正常值，因為，頻率的提高能較少無功缺額，這對調整電壓是有利的。如果先去提高電壓，就會擴大有功缺額，導致頻率繼續下降，直至系統崩潰。

電壓和頻率是電網中最為重要的兩項指標，是正弦波的兩個衡量量，就像你衡量一個東西好壞的兩個標準，二者應該說是並列平行的關係。不過，我想說二者最大的聯繫應該是在電網穩定性上。下面，來分析分析電壓和頻率。

電壓和頻率分別用來衡量無功功率與有功功率是否滿足負荷要求的標準。首先說說頻率，頻率關係到整個系統是否有功功率平衡，單機系統可以用功角穩定概念來解釋，多機系統可以用相對功角來解釋。當系統發生故障時，可以通過觀察系統的頻率是否偏差來衡量系統的穩定性，即小擾動回歸到原有的頻率和相角，大擾動建立新的穩定點，但是頻率仍保持50Hz，發電機的相對相角可以改變。總之，頻率的穩定現在已經比較成熟，關鍵是對電力系統穩定性解釋還沒有更為先進的理論。

再說說電壓，電壓是整個系統最為飄忽的量，我們通常說電壓與系統無功功率有關，當然這只是一方面，更為準確的說法是系統穩定運行時電壓與無功功率平衡有關。電壓的穩定是一個很複雜的概念，電壓的穩定還與負荷的功率接受有關，負荷可以用感應電機模型代替，其P-U曲線是一個「 $cap$ 」曲線，即功率P在電壓不斷下降的過程中是一個先增大後減小的過程，負荷吸收的功率在P增長的範圍內電壓都是可以穩定的，但是負荷吸收功率大於那個Pm從而導致在P下降的範圍時，系統的電壓就開始失去穩定，這種現象某種程度上比頻率失去穩定更為嚴重，不僅造成全網電壓偏低甚至全網斷電，同時頻率也在下降過程中無法穩定。

說到這裡，應該明白了頻率實際上比較好控制，而電壓卻不怎麼好控制，它可以說是關係到整個電網生死存亡的量。一言以蔽之，電壓穩定是頻率穩定的前提。

電壓與無功功率有關，頻率與有功功率有關。

樓上們說得真好，就是聽不明白。