平衡，是一种艺术！——论飞机并联供电的负载均衡

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导语

在上篇文章（

【ATA24】吃大锅饭还是自顾自？——论多个交流电源的供电方式

）中，我们用“和尚吃水”的故事给大家给大家生活化地解释了什么是飞机的并联供电和单独供电，相信大家对此已有一定的了解。

在文中我们提到，现在绝大多数飞机采用的是单独供电的方式，因为在如今单独供电是轻松实现系统供电的有效方式，并且，随着变频发电机的发展，单独供电也将成为飞机供电的不二选择。

不过，我们今天不说单独供电，我们要说说并联供电中一个很重要的问题——负载均衡。虽说并联供电已不再是现在飞机的主流供电模式，但是执照口试要考，所以......了解一下也是蛮有趣的。我们会发现，平衡是实现稳定的重要条件！

有功功率和无功功率

在说负载均衡之前，我们有必要先说说有功功率和无功功率。

有功功率是将电能转化为其他形式能量的电功率，比如照明设备将电能转化为光能，加热设备将电能转化为热能等，这部分电能是实实在在地被消耗掉了。相比有功功率，无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，这部分电能在电源和容感性元件之间进行交换，并不对外做功。至于两者的关系，可以这样说，无功功率是用电设备消耗有功功率所必须付出的一种代价。

举个例子类比一下，假设有一辆冷藏车，冷藏车的发动机功率为180KW，但车上的冷冻柜要消耗发动机40KW的功率用来制冷，因此发动机只有140KW的剩余来拉货物。在这个例子 中，用来拉货的140KW的这部分功率相当于有功功率，另外用来制冷的40KW的功率相当于无功功率。这40KW虽然没有拉货物，但却是为了起到冷冻作用而必须存在的，有了它才是一辆完整的冷藏车。

并联供电的负载均衡

并联供电中的负载均衡包括两方面内容，一方面是有功功率的负载均衡，另一方面是无功功率的负载均衡。

为什么要负载均衡？我们说过，并联供电就像是吃大锅饭，“不患寡而患不均”这个自古以来一直在讲的道理在这里得到了淋漓尽致的体现。如果负载不均衡，就会出现有的发电机过载、有的发电机欠载的情况，严重时整个电源系统将无法正常工作。

那么怎么做才能做到负载均衡呢？想要搞懂这个问题，就要看我们从哪切入开始思考了。正常来说，我们很容易想到就是负载平均分配嘛，多的给少的匀一点就好了啊！如果是分蛋糕，这绝对是再完美不过的了，但是想这里要分配的是“电功率”哎，貌似继续这样想也想不出个啥......怎么办呢？

不妨我们换一个切入点——负载均衡的目的是什么，不就是为了每个发电机都能不闹脾气地正常工作吗？怎么判断发电机是否正常工作呢？不就是看发电机输出的是否是“115V、400Hz”的三相交流电吗？所以，如果我们能保证每台发电机的电压和频率都正常，或者说在误差允许的范围内，不就是实现了负载均衡吗？亦即负载均衡问题其实就是发电机自身的频率和电压的控制问题。到这里，其实负载均衡问题瞬间就很简单了吧？！（需要说明的是，实际中负载均衡要更复杂一点，我们暂且可以这样理解。）

当然，到这儿，距离理解负载均衡还有一步，那就是理解或者记住下面一段话——在电力系统中，频率与有功功率是一对统一体，当有功负载与有功出力相平衡时，频率就正常。而当有功负载大于有功出力时，频率就下降，反之，频率就会上升。电压与无功功率也是一对统一体，无功负载与无功出力相平衡时，电压就正常。当无功负载大于无功出力时，电压就会下降，反之电压就会上升。

That is all！

End

结语

平衡是实现稳定的重要条件。所谓平衡，一定程度上就是让所有能动部件都心甘情愿不闹脾气地为系统工作。所以，平衡是一种艺术，也是技术！做不到这点，注定系统的运转效率达不到最佳。这种平衡也最终会被新的平衡所代替，而新旧平衡的交替过程，即是不稳定的过程，或付出小小代价，亦或不可承受之重！言止......