电力系统分析第五章
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
耗量微增率: 耗量特性曲 线上某点切线的斜率
出力调节范围大，50%以上, 增减负荷速度快，操 作容易，可承担急剧变化的负荷
决定发电量的除水量外还有水位差 保证出力 抽水蓄能机组（天荒坪6×30万千瓦） 必须与火电配合 维持航运、灌溉、需一定水量，对应强迫功率
秦山核电站外景
(3) 核电厂特点：
可调容量大，退、投、增、减负荷消耗能量、时间， 易损坏设备
为保证可靠供电和良好的电能质量，电力系统的有功 功率平衡额定运行参数下确定。而且，还应具有一定的备 用容量，也就是在系统最大负荷情况下，系统电源容量大 于发电负荷的部分称系统的备用容量。
系统备用容量一般分负荷备用、事故备用、检修备用 和国民经济备用等。
（1）负荷备用：是指调整系统中短时的负荷波动并担负计划 外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大小应根据系 统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。 一般为最大负荷的2％一5％，大系统采用较小数值，小系统 采用较大数值
热备用:运转中发电设备可能发的最大
按存在形式分为
功率与发电负荷之差(旋转备 用)
负荷的分类:
1.用电负荷 2.供电负荷 3.发电负荷
冷备用:未运转的、但能随时启动的发 发电设备可以发的最大功率 (不含检修中的设备)
两者差一个网损 两者差一个厂用电
电力系统中有功功率的最优分配
有功功率的最优分配:
有功功率电源的最优组合
即指系统中发电设备或发电厂的合理组合, 也就是所谓的机组合理开停. 有功功率负荷的最优分配
即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.最常用的是按 等耗量微增率准则分配.
火电厂外景
各类发电厂的运行特点和合理组合
(1)火电厂特点： 需燃料及运输费用，但不受自然条件影响 效率与蒸汽参数有关 受锅炉、汽轮机最小技术负荷限制，有功出力调整
系统频率的变化，对发电机及电力系统本身也十分有 害。发电厂的厂用机械多使用异步电动机带动，系统频率 降低使电动机出力降低，若频率降低过多，将使电动机停 止运转，会引起严重后果。
系统中负
第一节 电力系统中荷有的化功变功率的平衡
➢ 频率变化的原因?
你答对了吗?
➢ 频率变化对负荷的影响 (1)异步机 (2)电子设备 (3)电钟
第二种变动幅度较大，周期也较长. 第三种变动幅度最大，周期也最长. 该种负荷基本
可以预计。
这一种是由于生产、生活、气象等变 化引起的负荷变动
❖ 据此,
频率调整
一次调整:由发电机组的调速器进行的 对第一种负荷变动引起的频 率偏移的调整
二次调整:由发电机的调频器进行的、 对第二种负荷变动引起的 频率偏移的调整
范围较窄，增减速度慢，参数越高范围越窄(高温 高压30%，中温中压75%) 机组投入退出，承担急剧负荷响应时间长，多耗能 量，易损坏设备 热电厂抽汽供热，效率高，但技术最小负荷取决于 热负荷，为强迫功率
丰满水电厂外景
(2)水电厂特点：
不要燃料费，水力可梯级开发，连续使用，但受自 然条件影响。
枯水季节:
水电厂可调功率
蓄能
中温中压火电厂 高温高压百度文库电厂
发电
热电厂可调功率 燃烧劣质当地燃料火电厂
原子能电厂
无调节水电厂和其迫率
04
8 12 16 20 24
洪水季节:
最优分配负荷的目标函数和约束条件
1. 耗量特性:
发电设备单位时间内 消耗的能源与发出的有功 功率的关系。如图所示:
uF/P
比耗量: 单位时间内输入能 量与输出功率之间的比值.
第五章 电力系统有功功率的平衡和 频率调整
❖ 第一节 电力系统中有功功率的平衡 ❖ 第二节 电力系统的频率调整
第一节 电力系统中有功功率的平衡
一、频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响
系统频率的变化将引起工业用户的电动机转速的变化， 这将影响产品的质量。当频率降低，使电动机有功功率降 低，将影响所有的转动机械的出力。频率的不稳定，将会 影响电子设备的准确性。
三次调整:按最优化准则分配第三种有 规律变动的负荷，即责成各发电厂 按事先给定的发电荷曲线发电。
有功功率平衡和备用容量 电力系统中，在任何时候，所有发电厂发出的有功
功率的总和pG ，而PL 包括所有用户的有功功率 PD 、所 有发电厂厂用电有功负荷PS 和网络的有功损耗 PC ，即
PG PL PD PS PC
（4）国民经济备用：是考虑到工农业用户的超计划生产， 新用户的出现等而设置的备用容量，其值根据国民经济的 增长情况而确定，一般约为系统最大负荷的3%—5%
负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用归纳起 来以热备用和冷备用的形式存在于系统中。而不难想见， 热备用中至少应包括全部负荷备用和一部分事故备用
❖ 频率变化对电力系统的影响 (1) 水泵、风机、磨煤机 (2) 汽轮机的叶片 (3) 变压器的励磁
❖ 频率允许偏移的范围：50Hz±(0.2~0.5)Hz
有功功率负荷变动曲线
有功功率负荷变动曲线
据此图,负荷可以分为三种 :
变动有很大的偶然性
第一种变动幅度很小，周期又
很短。
属于这一种的主要有电炉、压延机械、 电气机车等带有冲击性的负荷
一次投资大，运行费低，尽量利用承担基本负荷
应指出: 枯水季节往往由系统中的大型水电厂承担调频
任务;洪水季节这任务就转移给中温中压火电厂.抽 水蓄能电厂在其发电期间也可参加调频.但低温低压 火电厂则因容量不足,设备陈旧,不能担负调频任务.
有功功率电源的最优组合
各类发电厂组合顺序示意图
负 负荷 荷
（2）事故备用：是使电力用户在发电设备发生偶然性事故时 不受严重影响，维持系统正常供电所需的备用。事故备用容 量的大小应根据系统容量、发电机台数、单位机组容量、机 组的事故概率、系统的可靠性指标等确定，—般约为最大负 荷的5％一10 ％，但不得小于系统中最大机组的容量。
（3）检修备用：为保证系统的发电设备进行定期检修时， 不致影响供电而在系统中留有的备用容量。所以发电设备 运行一段时间以后，都必须进行检修。检修分大修和小修。 一般大修时分批分期安排在一年中最小负荷季节进行。小 修则利用节假日进行，以尽量减少因检修停机所需的备用 容量。
出力调节范围大，50%以上, 增减负荷速度快，操 作容易，可承担急剧变化的负荷
决定发电量的除水量外还有水位差 保证出力 抽水蓄能机组（天荒坪6×30万千瓦） 必须与火电配合 维持航运、灌溉、需一定水量，对应强迫功率
秦山核电站外景
(3) 核电厂特点：
可调容量大，退、投、增、减负荷消耗能量、时间， 易损坏设备
为保证可靠供电和良好的电能质量，电力系统的有功 功率平衡额定运行参数下确定。而且，还应具有一定的备 用容量，也就是在系统最大负荷情况下，系统电源容量大 于发电负荷的部分称系统的备用容量。
系统备用容量一般分负荷备用、事故备用、检修备用 和国民经济备用等。
（1）负荷备用：是指调整系统中短时的负荷波动并担负计划 外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大小应根据系 统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。 一般为最大负荷的2％一5％，大系统采用较小数值，小系统 采用较大数值
热备用:运转中发电设备可能发的最大
按存在形式分为
功率与发电负荷之差(旋转备 用)
负荷的分类:
1.用电负荷 2.供电负荷 3.发电负荷
冷备用:未运转的、但能随时启动的发 发电设备可以发的最大功率 (不含检修中的设备)
两者差一个网损 两者差一个厂用电
电力系统中有功功率的最优分配
有功功率的最优分配:
有功功率电源的最优组合
即指系统中发电设备或发电厂的合理组合, 也就是所谓的机组合理开停. 有功功率负荷的最优分配
即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.最常用的是按 等耗量微增率准则分配.
火电厂外景
各类发电厂的运行特点和合理组合
(1)火电厂特点： 需燃料及运输费用，但不受自然条件影响 效率与蒸汽参数有关 受锅炉、汽轮机最小技术负荷限制，有功出力调整
系统频率的变化，对发电机及电力系统本身也十分有 害。发电厂的厂用机械多使用异步电动机带动，系统频率 降低使电动机出力降低，若频率降低过多，将使电动机停 止运转，会引起严重后果。
系统中负
第一节 电力系统中荷有的化功变功率的平衡
➢ 频率变化的原因?
你答对了吗?
➢ 频率变化对负荷的影响 (1)异步机 (2)电子设备 (3)电钟
第二种变动幅度较大，周期也较长. 第三种变动幅度最大，周期也最长. 该种负荷基本
可以预计。
这一种是由于生产、生活、气象等变 化引起的负荷变动
❖ 据此,
频率调整
一次调整:由发电机组的调速器进行的 对第一种负荷变动引起的频 率偏移的调整
二次调整:由发电机的调频器进行的、 对第二种负荷变动引起的 频率偏移的调整
范围较窄，增减速度慢，参数越高范围越窄(高温 高压30%，中温中压75%) 机组投入退出，承担急剧负荷响应时间长，多耗能 量，易损坏设备 热电厂抽汽供热，效率高，但技术最小负荷取决于 热负荷，为强迫功率
丰满水电厂外景
(2)水电厂特点：
不要燃料费，水力可梯级开发，连续使用，但受自 然条件影响。
枯水季节:
水电厂可调功率
蓄能
中温中压火电厂 高温高压百度文库电厂
发电
热电厂可调功率 燃烧劣质当地燃料火电厂
原子能电厂
无调节水电厂和其迫率
04
8 12 16 20 24
洪水季节:
最优分配负荷的目标函数和约束条件
1. 耗量特性:
发电设备单位时间内 消耗的能源与发出的有功 功率的关系。如图所示:
uF/P
比耗量: 单位时间内输入能 量与输出功率之间的比值.
第五章 电力系统有功功率的平衡和 频率调整
❖ 第一节 电力系统中有功功率的平衡 ❖ 第二节 电力系统的频率调整
第一节 电力系统中有功功率的平衡
一、频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响
系统频率的变化将引起工业用户的电动机转速的变化， 这将影响产品的质量。当频率降低，使电动机有功功率降 低，将影响所有的转动机械的出力。频率的不稳定，将会 影响电子设备的准确性。
三次调整:按最优化准则分配第三种有 规律变动的负荷，即责成各发电厂 按事先给定的发电荷曲线发电。
有功功率平衡和备用容量 电力系统中，在任何时候，所有发电厂发出的有功
功率的总和pG ，而PL 包括所有用户的有功功率 PD 、所 有发电厂厂用电有功负荷PS 和网络的有功损耗 PC ，即
PG PL PD PS PC
（4）国民经济备用：是考虑到工农业用户的超计划生产， 新用户的出现等而设置的备用容量，其值根据国民经济的 增长情况而确定，一般约为系统最大负荷的3%—5%
负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用归纳起 来以热备用和冷备用的形式存在于系统中。而不难想见， 热备用中至少应包括全部负荷备用和一部分事故备用
❖ 频率变化对电力系统的影响 (1) 水泵、风机、磨煤机 (2) 汽轮机的叶片 (3) 变压器的励磁
❖ 频率允许偏移的范围：50Hz±(0.2~0.5)Hz
有功功率负荷变动曲线
有功功率负荷变动曲线
据此图,负荷可以分为三种 :
变动有很大的偶然性
第一种变动幅度很小，周期又
很短。
属于这一种的主要有电炉、压延机械、 电气机车等带有冲击性的负荷
一次投资大，运行费低，尽量利用承担基本负荷
应指出: 枯水季节往往由系统中的大型水电厂承担调频
任务;洪水季节这任务就转移给中温中压火电厂.抽 水蓄能电厂在其发电期间也可参加调频.但低温低压 火电厂则因容量不足,设备陈旧,不能担负调频任务.
有功功率电源的最优组合
各类发电厂组合顺序示意图
负 负荷 荷
（2）事故备用：是使电力用户在发电设备发生偶然性事故时 不受严重影响，维持系统正常供电所需的备用。事故备用容 量的大小应根据系统容量、发电机台数、单位机组容量、机 组的事故概率、系统的可靠性指标等确定，—般约为最大负 荷的5％一10 ％，但不得小于系统中最大机组的容量。
（3）检修备用：为保证系统的发电设备进行定期检修时， 不致影响供电而在系统中留有的备用容量。所以发电设备 运行一段时间以后，都必须进行检修。检修分大修和小修。 一般大修时分批分期安排在一年中最小负荷季节进行。小 修则利用节假日进行，以尽量减少因检修停机所需的备用 容量。