一次调频

负荷预测分类： 负荷预测分类：
1. 2. 3.
安全监视过程中的超短期负荷预测； 安全监视过程中的超短期负荷预测； 日调度计划日负荷预测； 日调度计划日负荷预测； 周负荷预测； 周负荷预测；
Байду номын сангаас12
4. 5.
年负荷预测； 年负荷预测； 规划电源和网络发展时需要用1~20 规划电源和网络发展时需要用 年的负荷预测值。 年的负荷预测值。
不同的周期的负荷有不同的变化规律： 不同的周期的负荷有不同的变化规律：
1.
第一种变动幅度很小，周期又很短， 第一种变动幅度很小，周期又很短，这种 负荷变动有很大的偶然性； 负荷变动有很大的偶然性；
第二种变动幅度较大，周期也较长， 第二种变动幅度较大，周期也较长，属于这种负 荷的主要有：电炉、压延机械、 荷的主要有：电炉、压延机械、电气机车等带有 冲击性的负荷变动； 冲击性的负荷变动； 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大， 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大， 周期也最长，是由于生产、生活、气象等变化引 周期也最长，是由于生产、生活、 起的负荷变动。 起的负荷变动。
7
一次调频是所有运行中的发电机组都可参加的， 一次调频是所有运行中的发电机组都可参加的， 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。 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。 电厂称为负荷监视厂。 二次调频是由平衡节点来承担。 二次调频是由平衡节点来承担。 三次调频即是经济调度的内容
2.
3.
6
根据负荷变化， 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： 调整大体上也可分为：
1. 2. 3.
一次调频：由发电机调速器进行； 一次调频：由发电机调速器进行； 二次调频：由发电机调频器进行； 二次调频：由发电机调频器进行； 三次调频：优化准则，即由调度部门根据负 三次调频：优化准则， 荷曲线进行最优分配， 荷曲线进行最优分配，责成各发电厂按事先 给定的负荷发电。除平衡节点（调频） 给定的负荷发电。除平衡节点（调频）外均 属此类。（有功功率日负荷曲线） 。（有功功率日负荷曲线 属此类。（有功功率日负荷曲线） 前两种是事后的，第三种是事前的。 前两种是事后的，第三种是事前的。
3
衡量运行经济性的主要指标为 衡量运行经济性的主要指标为：比耗量和 线损率 有功功率的最优分布包括： 有功功率的最优分布包括：有功功率负荷 包括 预计、有功功率电源的最优组合、 预计、有功功率电源的最优组合、有功功率 负荷在运行机组间的最优分配等。 负荷在运行机组间的最优分配等。
4
第一节
P
电力系统中有功功率的平衡
从数学的角度来讲，经济调度问题是一个高维的、 从数学的角度来讲，经济调度问题是一个高维的、非 凸的、多约束的、离散的混合整数非线性优化问题。 凸的、多约束的、离散的混合整数非线性优化问题。当系 统规模较大时，很难找出理论上的最优解。 统规模较大时，很难找出理论上的最优解。但由于它能够 带来显著的经济效益， 带来显著的经济效益，人们一直在积极研究和开发各种算 法来解决这个问题。 法来解决这个问题。 常规方法：优先顺序法、动态规划法、混合整数规划法、 常规方法：优先顺序法、动态规划法、混合整数规划法、 拉格朗日松弛法等； 拉格朗日松弛法等； 新型算法：遗传算法、模拟退火法、Tabu搜索 搜索、 新型算法：遗传算法、模拟退火法、Tabu搜索、粒子群 算法、蚁群算法和人工神经网络法等以及一些组合算法。 算法、蚁群算法和人工神经网络法等以及一些组合算法。
火电0.1％～ ％ 火电 ％～1％Pmax ％～ 水电： ％～ ％～8％ 水电：5％～ ％ 核电： ％～ ％～5％ 核电：4％～ ％
负荷预测方法： 负荷预测方法：
传 统 预 测 方 法
天气、节 天气、 假日、 假日、重 现 1. 回归分析； 回归分析； 大的电力 代 系统故障 预 2. 时间序列分析；和其他的 时间序列分析； 随机事件， 随机事件， 测 传统预测 方 3. 指数平滑方法 ； 方法往往 对此无能 法 为力。 为力。
9
最优潮流： 最优潮流：满足各节点正常功率平衡及各种安 全性不等式约束条件下，求以发电费用（耗量） 全性不等式约束条件下，求以发电费用（耗量） 或网损为目标函数的最优的潮流分布。 或网损为目标函数的最优的潮流分布。 最优潮流的优点： 最优潮流的优点：将安全性运行和最优经济运 行等问题综合地用统一的数学模型来描述。 行等问题综合地用统一的数学模型来描述。
原子能： 原子能： （1）汽轮机：PGmin＝10～15％PGN； ）汽轮机： ～ ％ ；（基荷 （2）启停耗能，耗时且易损坏设备；（基荷） ）启停耗能，耗时且易损坏设备；（基荷） （3）一次投资大，运行费用小。 ）一次投资大，运行费用小。 水电 （1）灌溉、通航，因此有强迫功率； ）灌溉、通航，因此有强迫功率； （2）水轮机最小技术负荷由具体条件而异； ）水轮机最小技术负荷由具体条件而异； （3）启停简单，便于增减负荷 ）启停简单， （4）水头低时。可发功率降低 ）水头低时。 （5）无调节；有调节：抽水蓄能 ）无调节；有调节： 20
三.有功功率电源备用容量 有功功率电源备用容量
有功功率电源：可投入发电设备的可发功率之和， 有功功率电源：可投入发电设备的可发功率之和，不 应小于包括网损和厂用电在内的系统（ 发电负荷。 应小于包括网损和厂用电在内的系统（总）发电负荷。 系统的备用容量：系统电源容量大于发电负荷的部分。 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、 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。 备用和国民经济备用等。 13
一.有功功率负荷的变动和调整控制
P1（幅度小，周期短，一次调频） 幅度小，周期短，一次调频） P2（幅度较大，周期较长，冲击性 幅度较大，周期较长， 负荷，二次调频） 负荷，二次调频） P3（幅度最大，周期最长，由生活、 幅度最大，周期最长，由生活、 气象等引起，三次调频） 气象等引起，三次调频）
t 5
18
三. 各类发电厂的运行特点和合理组合
1.
各类发电厂的运行特性
火电厂 （1）锅炉的技术最小负荷取决于锅炉燃烧的稳定性 Gmin＝ ）锅炉的技术最小负荷取决于锅炉燃烧的稳定性P 25～70％PGN，汽轮机：PGmin＝10～15％PGN；取决于锅炉。 汽轮机： 取决于锅炉。 ～ ％ ～ ％ （2）锅炉和汽轮机的启停耗能，耗时且易损坏设备；不宜 ）锅炉和汽轮机的启停耗能，耗时且易损坏设备； 频繁开停机 （3）锅炉和汽轮机有低温低压、中温中压、高温高压，亚 ）锅炉和汽轮机有低温低压、中温中压、高温高压， 临界压力，超高温高压等： 临界压力，超高温高压等： 低温低压：效率低，技术经济指标差，调节范围宽； 低温低压：效率低，技术经济指标差，调节范围宽；（峰 荷） 高温高压：效率高，调节范围窄，技术要求高。 基荷） 高温高压：效率高，调节范围窄，技术要求高。（基荷） 取决于热用户。 （4）热电厂：PGmin 取决于热用户。 ）热电厂： 19
二.有功功率负荷的最优分配
最优化： 最优化：是指人们在生产过程或生活中为某个
16
目的而选择的一个“最好”方案或一组“得力” 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。 措施以取得“最佳”效果这样一个宏观过程。 有功功率负荷的最优分配： 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。 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 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 负荷）的前提下， 机组或发电厂的运行工况， 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。 17
第二节 电力系统中有功功率的最优分配
经济调度的第二个问题是有功功率的最优分配， 经济调度的第二个问题是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 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。它要求在保证系统安全的条件下， 最优分配。它要求在保证系统安全的条件下，在 所研究的周期内， 所研究的周期内，以小时为单位合理选择电力系 统中哪些机组应该运行、何时运行及 统中哪些机组应该运行、何时运行及运行时各机 哪些机组应该运行 组的发电功率， 组的发电功率，其目标是在满足系统负载及其它 物理和运行约束的前提下使周期内系统消耗的燃 料总量或总费用值为最少。 料总量或总费用值为最少。
二.有功功率负荷预测的简要介绍
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， 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 日负荷预测， 计划的周期，可分为日负荷预测，周负荷预测 和年负荷预测。 和年负荷预测。
10
用户申报＋计划调整（经验型） 用户申报＋计划调整（经验型） 发电厂负荷曲线＝总负荷＋网损＋ 发电厂负荷曲线＝总负荷＋网损＋厂用电 可变 不可变
8
电力系统经济调度： 电力系统经济调度：是电力系统运行的重要内容之 一，其主要任务是在保证电能质量和供电安全性的 前提下，使系统的运行成本降至最低。 前提下，使系统的运行成本降至最低。系统经济调 度主要通过制定优化的系统运行计划来实现。 度主要通过制定优化的系统运行计划来实现。短期 运行计划就是指日或周的系统发电计划，其直接服 运行计划就是指日或周的系统发电计划， 务于系统的优化运行。 务于系统的优化运行。系统的短期运行计划问题是 一个十分复杂的系统优化问题， 一个十分复杂的系统优化问题，但由于其所带来的 显著经济效益，人们一直在积极研究， 显著经济效益，人们一直在积极研究，提出了各种 方法来解决这个问题。 方法来解决这个问题。
15
一.有功功率电源的最优组合（或发电机组 有功功率电源的最优组合（ 最优组合） 最优组合）
有功功率电源的最优组合： 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。 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： 大体上包括三个部分：
1. 2. 3.
机组的最优组合顺序 机组的最优组合数量 机组的最优开停时间
第五章 电力系统的有功功率和 频率调整
《电力系统稳态分析》 电力系统稳态分析》
1
第五章 电力系统的有功功率和 频率调整
1. 2.
有功功率的最优分布 频率调整
2
概述 电力系统是现代社会中最重要、 电力系统是现代社会中最重要、最庞杂 是现代社会中最重要 的工程系统之一。如何保证正常、 的工程系统之一。如何保证正常、稳态 运行时的电能质量和经济性问题， 运行时的电能质量和经济性问题，是我 们考虑的重点问题之一。 们考虑的重点问题之一。 衡量电能质量的指标包括：频率质量、 衡量电能质量的指标包括：频率质量、 包括 电压质量和波形质量，分别以频率偏移、 电压质量和波形质量，分别以频率偏移、 电压偏移和波形畸变率表示。 电压偏移和波形畸变率表示。
负荷备用：调整负荷波动或超计划负荷增加， ～ ％ 负荷备用：调整负荷波动或超计划负荷增加，2～5％ Pmax 事故备用：发电设备发生偶然事故时， 事故备用：发电设备发生偶然事故时，使电力用户不 受严重影响，维持系统正常供电所需的备用， ～ 受严重影响，维持系统正常供电所需的备用，5～10 ％Pmax 检修备用：使系统中发电设备能定期检修而设置， 检修备用：使系统中发电设备能定期检修而设置， 视需要）； （视需要）； 国民经济备用： 国民经济备用：着眼未来 注意：只有在备用容量充足的情况下， 注意：只有在备用容量充足的情况下，才谈得上 经济分配 14
1、人工神经网络法； 人工神经网络法； 模糊系统方法； 2、模糊系统方法； 专家系统方法； 3、专家系统方法； 灰色系统方法； 4、灰色系统方法； 遗传算法； 5、遗传算法； 6、小波分析方法等 11
状态空间法
组合预测方法
负荷预测的精度直接影响经济调度的效益， 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， 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， 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。 运行的经济性和安全性。