电力系统有有功功率平衡和频率调整 PPT

大家应该也有点累了，稍作休息
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3、各类发电厂的特点及合理组合
水电厂、火电厂、核电厂 （一） 各类电厂的特点（自学） （二） 各类发电厂的合理组合
4、有功功率的最优分配
有功功率的最优分配，包括有功功率电源的 最优组合和有功功率负荷的最优分配。
(1).有功功率电源的最优组合
总和
P G P L P D P S P c
系统的备用容量：系统电源容量大于发电 负荷的部分，可分为热备用和冷备用或负 荷备用、事故备用、检修备用和国民经济 备用等。
负荷备用：为满足系统中短时的负荷波动和一 天中计划外的负荷增加而留有的备用容量。一 般为系统最大负荷的2％～5％
PGimin PGi PGimax QGimin QGi QGimax Uimin Ui Uimax
3) 最优分配负荷时的等耗量微增率准则
一般用拉格朗日乘数法。
现用两个发电厂之间的经济调度来说明问题，略 去网络损耗。
1) 建立数学模型。
2
mfi• nF cto s a 2 iP G 2 ia 1 iP G ia 0 i
有功功率负荷合理分配的目标
在满足一定约束条件的前提下，尽可能节约 消耗的能源。
1).耗量特性 F，W
F，W
F
P
m F
0 PG
比耗量 F(W)
P
发电设备的效率 1
0
P
PG
耗量微增 dF 率 (W)
dP
, ,
m
0 PG
比耗量和耗量微增率的 变化
合理组合发电设 备的方法之一就是 按照最小比耗量由 小到大的顺序，随 负荷的由小到大增 加，逐套投入发电 设备；或负荷的由 大到小，逐套退出 发电设备。
有功功率电源的最优组合：是指系统中发电 设 备或发电厂的合理组合。通常所说的机组 的合理开停，大体上包括三个部分：
1.机组的最优组合顺序 2.机组的最优组合数量 3.机组的最优开停时间
(2).有功功率负荷的最优分配
最优化：是指人们在生产过程或生活中为某个 目的而选择的一个“最好”方案或一组“得力” 措施以取得“最佳”效果这样一个宏观过程。
事故备用：为使电力用户在发电设备发生偶然事 故时不受严重影响，能够维持系统正常供电所需 的备用容量。一般为系统最大负荷的5％～10％
检修备用：为保证系统中的发电设备进行定期检 修时，不影响供电而在系统中留有的备用容量。
国名经济备用：考虑到工农业用户超计划生产， 新用户的出现等而设置的备用容量。一般为系统 最大负荷的3％～5％
▪ 负荷预测的精度直接影响经济调度的效益，提高预测的 精度就可以降低备用容量，减少临时出力调整和避免计 划外开停机组，以利于电网运行的经济性和安全性。
根据负荷变化，电力系统的有功功率和频率 调整大体上也可分为：
1. 一次调频：由发电机调速器进行；
2. 二次调频：由发电机调频器进行；
3. 三次调频：由调度部门根据负荷曲线进行最 优分配。
有功功率负荷的最优分配：是指系统的有功功 率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之 间的合理分配。其核心是按等耗量微增率准则 进行分配。
电力系统最优运行：是电力系统分析的一个重 要分支，它所研究的问题主要是在保证用户用 电需求（负荷）的前提下，如何优化地调度系 统中各发电机组或发电厂的运行工况，从而使 系统发电所需的总费用或所消耗的总燃料耗量 达到最小这样决策问题。
电力系统有有功功率平衡和频率调整
第一节 电力系统中的有功功率的平衡
一、频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响
频率变化 电动机转速的变化 产品质量 电动机停转
电厂的给水泵停运，锅炉停炉等等
频率变化的原因： 由有功负荷变化引起的
我国频率范围：50 0.2Hz 发达国家（如澳大利亚）：500.1Hz 华东电网已达到： 50 0.1Hz
前两种是事后的，第三种是事前的。
一次调频是所有运行中的发电机组都可参加 的，取决于发电机组是否已经满负荷发电。 这类 发电厂称为负荷监视厂。
二次调频是由平衡节点来承担。
2、有功功率平衡和备用容量
PG 发电厂发出的有功功率 PL系统的总负荷 PD 用户的有功负荷 PS 发电厂厂用有功负荷 PC网络的有功损耗
二、电力系统中有功功率的平衡和备用容量
1、有功功率负荷的变动及其调整
一、变化幅度很小、变化周 期较短，负荷变动有很大 的偶然性。
二、变化幅度较大、变化周 期较长，如电炉。电气机 床。
三、变化缓慢的持续变动负 荷，如由生产、生活、气 象变化引起的负荷变动。
电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的 需求，即进行电力负荷预测，按照调度计划的周期， 可分为日负荷预测，周负荷预测和年负荷预测。 不同的周期的负荷有不同的变化规律：
等约束条件：有功功率必须保持平衡
n
对于每 P GiP L 个 iU i节 U j点 G ic j o i jsB is j iinj0
j 1
n
n
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n
对于整个PG 系 i 统 PL iP0 不计网损PGi PLi0
i1 i1
i1
i1
不等约束条件：为系统的运行限制各节点发电设备有功功 率 PG,无i 功功率 和QGi电压大小不能超过限额。
2) 目标函数和约束条件
在一定约束条件下，使某一目标函数为最优。 约束条件和目标函数都是状态变量x、控制变量 u、扰动变量d的非线性函数。
等约束f（ 条x、 件 u、d） 0
不等约束g（ 条x、 件 u、d） 0
目标C 函 ＝ C数 （ x、 u、 d）最优
有功负荷最优分配的目的：在供应同样大小的有功 功率的前提下，单位时间内的能源消耗最少。
目标函数：系统发电所需的总费用或所消耗的总燃料耗量
注：对于纯火电系统， 发电厂的燃料费用主要与发电机 输出的有功功率有关，与输出的无功功率及电压等 运行参数关系较小 。
n
F F 1(P G 1)F 2(P G 2).. .F .n(P G)n F i(P G)i i1
Fi(PG)i表示发电设备 功发 率 PG出 时 i 有 单功 位时间内 能所 源
i 1
2
2
PGi PLi 0
i1
i1
PG1minPG1PG1ma,xPG2minPG2PG2max QG1minQG1QG1ma,xQG2minQG2QG2max U1minU1U1ma,xU2minU2U2max