电力系统稳态分析试题及答案(5)

第五次作业参考答案
1、 电力系统设置备用容量的目的是什么？按备用的形式分备用容量有哪几种类型？旋转备用投入速度快，有利于保证电能质量，是否电力系统中旋转备用容量设置的越多越好？为什么？
答：
电力系统设置备用容量的目的是为了保证电力系统可靠供电和良好的电能质量。

按备用形式分，系统备用容量分为热备用（又称旋转备用，指系统中运行机组所具有的备用容量）和冷备用（系统中没有运行的机组所具有可发容量）。

不是旋转备用容量设置的越多越好。

因为旋转备用（热备用）容量越大，运行机组的负载率越低，运行效率越差。

2、某发电厂有两台机组并列运行，当总负荷为0P 时，两台发电机均未达到其额定出力，且有21μμ<、21λλ>。

当总负荷增大时，哪台发电机应先增加出力？为什么？ 答：
2号机组先增加出力，因为21λλ>，在增加同样出力的情况下，2号机组增加的燃料消耗比1号机组少；
随着2号机组有功出力增加，其耗量微增率增大，当增大到等于1号机组的耗量微增率时，1号机组机组开始按耗量微增率相等原则与2号机组同时增加出力。

3、造成电力系统频率波动的原因是什么？什么叫作频率的一次调整、二次调整和三次调整（有功负荷的最优分配）？
答：
造成电力系统频率波动的原因是有功负荷的变化（负荷波动），因为要维持电力系统在某一频率下运行，就必须保证该频率下的有功功率平衡，当系统有功负荷变化时，
打破了系统的在原有频率下的有功功率平衡关系，所以就会引起系统频率变化（波动）。

针对第一类负荷波动所引起的频率波动所进行的调整称为频率的一次调整，频率的一次调整通过发电机组调速器改变原动机输入的机械功率，从而改变发电机输出的有功功率来实现。

频率的一次调整不能实现无差调节，负荷变化越大，调整结束后的频率偏移越大，当负荷变化较大时（如第二类负荷波动）经一次调整后的频率偏移可能超出允许范围。

针对第二类负荷变化引起的频率波动所进行的调整称为频率的二次调整，二次调整通过装设在调频机组上的调频器调整发电机的有功出力来实现，二次调整可以实现无差调节。

针对第三类负荷波动所进行的调整称为频率的三次调整，由于第三类负荷变化是可以预测的的，所以针对第三类负荷变化所进行的对发电机出力的调整是由系统调度员根据最优分配原则安排各发电机的有功出力来实现的。

4、电力系统有功负荷最有分配的目的是什么？最优分配的原则是什么？
答：
电力系统有功负荷最优分配的目的是在满足负荷需求的情况下使系统总的能源消耗最小。

电力系统有功负荷最有分配的原则是在满足系统有功平衡功率约束条件的情况下，按各机组耗量微增率相等的原则分配各发电机的有功出力。

5、水煤换算系数γ的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是什么？
答：
水煤换算系数γ的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是水电站允许的耗水量越
大，则水煤换算系数γ的取值越小，因为只有这样按等耗量微增率准则（λ
T1＝λ
T2
＝…
λ
Tm =γ
m+1
λ
m+1
=…=γ
n
λn）分配时，水轮发电机组分得的有功负荷才比较大，消耗的
水量才比较大。

6、对调频厂的基本要求有那些？洪水季节宜以什么样的发电厂担负调频任务？枯水季节宜以发电厂担负调频任务？
答：
对调频厂的基本要求有：①调整容量足够大；②调整速度足够快；③调整范围内经济性能应较好；④调整时不至引起系统内部或系统间联络线工作的困难。

根据上述基本要求具有调节库容的大容量水电厂作为调频电厂最为适宜。

洪水季节，为充分利用水力资源，水电站一般满负荷运行，因而不能再担负调频任务，这种情况下宜采用调节性能较好的中温中压火力发电厂作为调频电厂；
枯水季节宜采用调节性能好的大容量水电厂作为调频电厂。

7、某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为：
21110015.026.08.2G G P P F ++= （h T /）
22220015.029.05.3G G P P F ++= （h T /）
23330015.017.00.4G G P P F ++= （h T /）
机组功率约束条件为：
MW P MW G 50201≤≤
MW P MW G 100202≤≤
MW P MW G 100203≤≤
求负荷功率为200MW 时机组间负荷的最优分配。

解：由耗量特性
21110015.026.08.2G G P P F ++= （h T /）
22220015.029.05.3G G P P F ++= （h T /）
23330015.017.00.4G G P P F ++= （h T /）
求得：11
11003.026.0G G P dP dF +==λ 2222003.029.0G G P dP dF +==
λ 33
33003.017.0G G P dP dF +==λ 根据等耗量微增率准则有：
1003.026.0G P +2003.029.0G P +=
1003.026.0G P +3003.017.0G P +=
MW P P P G G G 200321=++
联立求解得：MW P G 601=、MW P G 502=、MW P G 903=
由于MW P MW P G G 5060max .11=>=，取MW P G 501=
将剩余的负荷200MW-50MW=150MW 在2#、3#机组之间按等耗量微增率准则重新分配得： MW P G 552=、MW P G 953=
答：负荷功率为200MW 时机组间负荷的最优分配方案是：
MW P G 501=、MW P G 552=、MW P G 953=
8、某电力系统综合负荷的单位调节功率为400MW/H Z ，系统负荷增大800MW 时，调频电
厂经二次调频增发400MW ，系统频率变化为Z H 2.0，计算系统等值发电机的单位调节功率。

解：
f K K P P L G G L ∆+=∆-∆)()(00
)/(16004002
.0400800/)(00HZ MW K f P P K L G L G =--=-∆∆-∆= 答：系统等值发电机的单位调节功率为1600MW/HZ 。