Учитывая, что электроэнергия, производимая в энергосистеме, не накапливается, ее выработка в каждый момент времени должна соответствовать уровню потребления. Критерием этого соответствия служит установленная частота сети, которая в России составляет 50 Гц и должна поддерживаться с высокой точностью в диапазоне (50,00 ± 0,05) Гц.
Основной системой управления в Единой энергетической системе (ЕЭС) России в реальном времени является центральная координирующая система (ЦКС) автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности (АРЧМ) [1].
Первичное регулирование частоты осуществляется совместными усилиями всех электростанций (за исключением АЭС с реакторами типа РБМК и БН) и потребителей. Оно осуществляется в целях ограничения отклонений частоты от номинального значения для безопасной эксплуатации электростанций и минимизации риска отключения энергопринимающих установок потребителей электрической энергии действием противоаварийной автоматики.
В синхронной зоне, которая включает первую синхронную зону ЕЭС России, при возникновении дисбаланса активной мощности не более расчетного первичное регулирование должно обеспечивать удержание кратковременных динамических отклонений частоты в пределах (50,0±0,8) Гц [2]. При отклонениях частоты за пределы зоны нечувствительности первичного регулирования (выходит за установленную «мертвую полосу») генерирующее оборудование должно обеспечить реализацию требуемой первичной мощности согласно установленным формулам:
где Рп% — требуемая первичная мощность, %Рном;
Рп — требуемая первичная мощность, МВт;
Рном — номинальная мощность генерирующего оборудования, МВт;
∆f р — величина отклонения частоты, превышающая зону нечувствительности (величина отклонения частоты от ближайшей границы «мертвой полосы»), Гц;
статизм первичного регулирования генерирующего оборудования, %.
При недостаточном быстродействии первичного регулирования могут существенно увеличиться как величина отклонений частоты, так и их продолжительность. Это небезопасно для функционирования автоматической частотной разгрузки (АЧР), которая отключает потребителей при критическом снижении частоты, а также для другой автоматики. Если частота сети значительно снижается, производительность механизмов, необходимых для собственных нужд (зависящая от частоты), может упасть до уровня, недостаточного для поддержания нормальных параметров работы энергоблока, что может привести к аварийной остановке и усугублению развития системной аварии.