Частота переменного электрического тока является одним из основных показателей качества электрической энергии. От частоты переменного тока зависит частота вращения электродвигателей, а следовательно и производительность вращаемых ими механизмов.
В нормальном режиме работы электроэнергетической системы (ЭЭС) могут возникать внеплановые изменения мощности, вызванные незначительным отличием запланированного и фактического графиков нагрузки, что может привести к отклонениям частоты от номинального уровня. Для ликвидации возникшего небаланса в отечественных ЭЭС используются системы автоматического регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ).
Общие требования к регулированию частоты и перетоков активной мощности приведены в Стандарте ОАО «СО ЕЭС» [1].
Согласно данному нормативному документу должны осуществляться следующие виды регулирования:
♦ первичное регулирование частоты: процесс автоматического изменения мощности генерирующего оборудования под действием первичных регуляторов, вызванный изменением частоты и направленный на уменьшение этого изменения;
♦ вторичное регулирование частоты и перетоков активной мощности: процесс автоматического или оперативного изменения активной мощности генерирующего оборудования для восстановления заданного значения частоты или заданного значения внешнего перетока мощности;
♦ третичное регулирование мощности: процесс изменения активной мощности генерирующего оборудования в целях восстановления резервов вторичного регулирования.
Изменение мощности агрегатов гидроэлектростанций (ГЭС), в отличие от тепловых электростанций, не связано с необходимостью выполнения ряда ограничений по режиму работы технологической части электростанции. Кроме этого, работа ГЭС в переменном режиме не вызывает существенного снижения ее экономичности. Поэтому, при наличии в энергосистеме ГЭС, именно они используются для регулирования режима по активной мощности и частоте.
В большинстве случаев на ГЭС применяется групповое регулирование частоты и активной мощности (ГРАМ). Система группового регулирования на ГЭС осуществляет регулирование и управление группой гидроагрегатов как единым целым, с соблюдением заданного распределения нагрузок между отдельными агрегатами.