下垂速度控制

在发电领域中，下垂速度控制（droop speed control）是利用同步发电机发电，且连接到输电网路的发电厂，可使用的一种速度控制方式。此方式可以允许同步发电机并联运转，因此可以依发电机的功率不同，负载对应比例的负载。

细节

同步发电机的电气频率如下：

$F = \frac{PN}{120}$

其中

• F:频率，单位Hz
• P:发电机极数
• N:发电机转速，单位RPM

同步发电机的频率直接和速度成正比，多个同步发电机并联供应电网时，因为个别发电机的功率远小于整个电网的功率，其频率会由电网决定。连接到这个电网的同步发电机频率都相同，但因为其发电机极数不同，可能会有不同的转速。

此模式中，会设定以实际转速百分比来表示的转速目标值。若发电机的负载从无载到满载，发电机的实际转速会下降。为了在此模式下增加发电机的功率输出，会增加发电机的转速目标值，因为实际的转速会因为电网而是固定值，则转速目标值和实际转速之间的转速差可用来增加工作流体（燃料、蒸气等）的流率，因此功率输出可以增加。若要减少输出功率，也可以用相反方式控制。发电机的转速目标值会恒大于发电机的实际转速。发电机的实际转速允许低（droop）于转速目标值，因此命名为droop speed control。

例如涡轮的额定转速是3000 rpm，而负载从无载增加满载时，机器速度会由3000 rpm降到2880 rpm，因此下垂百分比为

$\mathrm{Droop\%} = \frac{\mathrm{No\ load\ speed - Full\ load\ speed}}{\mathrm{No\ load\ speed}}$

= (3000 – 2880) / 3000

= 4%

此例子中，转速目标值会是104%，实际的转速会是100%。涡轮转速每1%的变化，会对应负载25%的变化。因此下垂百分比表示为100%输出功率时，转速的变化。

相关条目

• 输电系统
• 广域同步电网
• 动态电力需求

延伸阅读

• Alfred Engler: Applicability of droops in low voltage grids. International Journal of Distributed Energy Resources, Vol 1, No 1, 2005.