华北电力大学电力系统分析第五章.ppt

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1、电力系统分析基础PowerSystemAnalysisBasis（五）1第五章电力系统的有功功率和频率调整1、电力系统中有功功率的平衡2、有功功率的最优分配各类发电厂的运行特点和合理组合不计网损时水、火电厂间的经济功率分配计网及损时各发电厂间的经济功率分配3、电力系统频率的调整电力系统负荷及电源的频率静态特性频率的一、二次调整，互联系统的频率调整2一.电力系统频率变化的影响对用户的影响（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）电子设备的准确度对发电厂和电力系统的影响（1）对发电厂厂用机

2、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。§5.1电力系统中有功功率的平衡3二频率与有功平衡的关系频率—由发电机转速决定转速与其轴上的转矩平衡有关转矩平衡与功率平衡§5.1电力系统中有功功率的平衡负荷变化MT：由于惯性大变化慢ME：有功负荷变化快产生瞬时不平衡转矩不平衡发电机转速变化频率变化(+0.2HZ+0.5HZ)4三有功功率负荷的变化及其调整§5.1电力系统中有功功率的平衡5系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动负荷组成：（1）变动周期小于10

3、s，变化幅度小:小操作、线路摇摆等（3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律（2）变动周期在（10s，180s），变化幅度较大：大电机、电炉启停调速器频率的一次调整调频器频率的二次调整根据预测负荷，在各机组间进行最优负荷分配电力系统的经济运行调度（发电计划）6§5.1电力系统中有功功率的平衡备用容量：15%～20%作用：为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于发电负荷。定义：备用容量＝系统可用电源容量－发电负荷有功功率平衡：8760t(h)P(MW)发电负荷备用容量新增容量四、有功功率

4、电源和备用容量系统电源容量：可投入发电设备的可发功率之和7按作用分：(1)负荷备用：满足负荷波动、计划外的负荷增量2%~5%(2)事故备用：发电机因故退出运行而预留的容量5%~10%(3)检修备用：发电机计划检修4%~5%(4)国民经济备用：满足工农业超计划增长3%~5%按其存在形式分：(1)热备用(2)冷备用备用容量的分类8系统中有备用容量时，可考虑有功功率的最优分配问题，包括有功电源的最优组合及有功负荷的最优分配。有功电源的最优组合：系统中发电设备和发电厂的合理组合。包括：机组的最优组合顺序，机组的最优组

5、合数量，机组的最优开停时间。有功负荷的最优分配：系统中的有功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。§5.2电力系统中有功功率的最优分配9承担急剧变化负荷时与投、退相似，额外耗能、费时一、各类发电厂的运行特点1火电厂§5.2电力系统中有功功率的最优分配支付燃料费用技术最小负荷锅炉25%—70%汽机10%—15%效率与蒸汽参数有关高温高压：效率高、调节范围小中温中压：较前者低、但调节范围大低温低压：指标最差、不用于调节热电厂：抽气供热，效率最高，有不可调节的强迫功率火电厂102水电厂（1）不需燃料费

6、，但一次投资大（2）出力调节范围比火电机组大（3）启停费用低，且操作简单（4）出力受水头影响（5）抽水蓄能（6）必须释放水量－－强迫功率一、各类发电厂的运行特点§5.2电力系统中有功功率的最优分配113核电厂（1）最小技术负荷小，为额定负荷10～15％。（2）启停费用高；负荷急剧变化时，调节费用高；启停及急剧调节时，易于损坏设备。（3）一次投资大，运行费用小。一、各类发电厂的运行特点§5.2电力系统中有功功率的最优分配12原则（1）充分利用水源。（2）降低火电机组的单位煤耗，发挥高效机组的作用。（3）尽量降低

7、火力发电成本，增加燃用劣质煤、当地煤。二、各类发电厂的合理组合§5.2电力系统中有功功率的最优分配13枯水期丰水期抽水发电141、发电机组的耗量特性：反映发电机组单位时间内能量输入和输出关系的曲线。耗量特性三、电力系统有功功率的最优分配§5.2电力系统中有功功率的最优分配15比耗量：耗量特性曲线上某点的纵坐标和横坐标之比，即输入和输出之比效率：比耗量倒数耗量微增率：耗量特性曲线上某点切线的斜率，表示在该点的输入增量与输出增量之比。效率曲线和微增率曲线1、发电机组的耗量特性§5.2电力系统中有功功率的最优分配1

8、6有功负荷最优分配的目的：在满足对一定量负荷持续供电的前提下，使发电设备在生产电能的过程中单位时间内所消耗的能源最少。满足条件：等式约束f(x、u、d)=0不等式约束g(x、u、d)≤0使目标函数F=F(x、u、d)最优2、目标函数和约束条件§5.2电力系统中有功功率的最优分配17(1)目标函数系统单位时间内消耗的燃料（火电机组）该目标函数是各发电设备发出有功功率的函数，描述的是单位时间内能源的消耗