电力系统稳态分析-第五章

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1、电力系统稳态分析第五章电力系统的有功功率平衡与频率调整（电力系统的有功功率平衡）主讲周任军一、电力系统频率变化的影响1、对用户的影响（1）异步电机转速：纺织工业、造纸工业（2）异步电机功率下降（3）电子设备的准确度2、对发电厂和电力系统的影响（1）对发电厂厂用机械设备运行的影响（2）对汽轮机叶片的影响（3）对异步电机及变压器励磁的影响，增加无功消耗。二、电力系统运行频率与有功功率平衡的关系要保持电力系统在某一频率下运行，就必须保证在该频率下电力系统的有功率功率平衡；有功不足，频率下降；有功过剩，频率升高。三、频率变化原因及分类1、负荷

2、波动分类P1—一类负荷波动周期短；幅值小；由用电设备的投入和退出引起；不可预测。P2—二类负荷波动周期较长，幅值较大；由大容量用电设备的投入和退出引起，不可预测。P3——三类负荷波动周期最长，幅值最大；由生产生活规律和气象条件变化引起；可以预测。2、频率变化原因负荷变化破坏电力系统的有功率平衡关系。3、电力系统频率的调整方法及频率调整分类①频率调整方法根据负荷变化调整有功电源（发电机）出力。②频率调整分类一次调整—针对第一类负荷变动进行的调整，由于这类负荷的变动周期很短、幅值较小，又具有很强的偶然性，所以只能靠自动装置（调速器）来实现

3、。二次调整—针对第二类负荷变动进行的调整，由调频器改变调频电厂的机组出力来实现。三次调整—针对第三类负荷变动进行的调整，由于此类负荷基本上可以预测，所以通常都是根据预测的负荷曲线按最优分配原则在系统各发电机（发电厂）之间进行分配。所以三次调整又称为负荷的最优分配，由人工完成。四、电力系统有功率平衡及备用容量1、电力系统的负荷与电源容量◆综合负荷=系统中所有负荷之和；◆供电负荷=综合负荷+网损；◆发电负荷=供电负荷+厂用负荷；◆系统额定容量=系统装机额定容量之和；◆系统电源容量=系统中可运行机组的可发容量之和。2、有功功率平衡与系统备用

4、容量①有功功率平衡：（额定频率下）②系统备用容量：定义：系统备用容量=系统电源容量-发电负荷≈（15～20）%作用：在系统出现第一类、第二类负荷的波动、负荷的超计划增长、事故导致的发电机退出运行和设备检修导致的设备退出运行情况下，保证电力系统在要求频率水平下的功率平衡，以保证供电可靠性和电能质量。分类：按用途：负荷备用—针对一类、二类负荷波动和预测外负荷设置（2%~5%）。事故备用—针对事故导致发电设备退出设置（5%~10%，且不小于系统最大一台机组的额定容量）。检修备用—针对发电设备检修退出运行设置（视情况）。国民经济备用—针对国民

5、经济的超计划增长设置（3%~5%）按形式：热备用—系统运行机组所具有的备用容量；冷备用—系统中可运行而未运行机组的可发容量。发电负荷负荷备用（热备用）运行机组可发容量事故备用（热备用）可运行机（冷备用）组的可发检修备用（冷备用）容量国名经济备用（冷备用）五、有功电源的合理组合1、有功负荷最优分配的内容①有功电源的最优组合（冷备用分布）◆最优组合顺序◆最优组合数量◆最优开停机时间②有功负荷最优分配（热备用分布）2、有功电源的合理组合顺序1）各类发电厂的特点①凝汽式火力发电厂矿物能源、环境污染、燃料及运输费用。高温高压：运行经济性较好、出

6、力可调范围小、不易频繁开停机、不易承担急剧变动负荷。中温中压：运行经济性较差、出力调节范围较大、不易频繁开停机、不易承担急剧变动负荷。②热电厂矿物能源、环境污染、燃料及运输费用、供热情况下发电时效率高，但存在强迫功率、不易频繁开停机、不易承担急剧变动负荷。③核电厂矿物能源、环境不良影响小、建设投资大、周期长、发电成本低、不易承担急剧变动负荷、不易频繁开停机。④水电厂可再生能源、环境不良影响小、开停机时间短、调节速度快、开停机及调节出力时经济性好、建设周期长，投资大、出力受水头影响。径流式水电站：强迫功率、无调节能力；具有调节库容的水电

7、站：存在强迫功率、技术最小出力小，调节范围大。2）各类发电厂合理组合顺序电力系统稳态分析第五章电力系统的有功功率平衡与频率调整（电力系统有功负荷的最优分配—频率的三次调整）主讲周任军一、有功负荷的最优分配1、目的满足负荷需求，经济合理分配各发电机组有功出力，使系统总的能源消耗（燃料费用、市场调度总费用）最少。2、发电机的耗量特性①耗量特性火电厂：水电厂：汽轮发电机组耗量特性曲线水轮发电机组耗量特性曲线②比耗量火力发电机组：水力发电机组：反映发电机在该运行状态下平均效率的高低。③耗量微增率火力发电机组：水力发电机组：反映发电机组在该运行

8、状态下，出力增加或减少单位值时，能源消耗增加或减少的多少。3、有功负荷的最优分配（火电厂、不计能源消耗受限）①目标函数②约束条件等约束条件：（或潮流方程）不等约束条件：③简单最优分配◆不计不等约束、不计网损影响情况下，根