05第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整

1、1電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)Power System Analysis Basis（五）（五） 主講人：栗然2第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整1、電力系統(tǒng)中有功功率的平衡、電力系統(tǒng)中有功功率的平衡2、有功功率的最優(yōu)分配、有功功率的最優(yōu)分配 各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合 不計(jì)網(wǎng)損時(shí)水、火電廠間的經(jīng)濟(jì)功率分配不計(jì)網(wǎng)損時(shí)水、火電廠間的經(jīng)濟(jì)功率分配 計(jì)網(wǎng)及損時(shí)各發(fā)電廠間的經(jīng)濟(jì)功率分配計(jì)網(wǎng)及損時(shí)各發(fā)電廠間的經(jīng)濟(jì)功率分配3、電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整、電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整 電力系統(tǒng)負(fù)荷及電源的頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)負(fù)荷及電源的頻率靜態(tài)特性 頻率

2、的一、二次調(diào)整，互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整頻率的一、二次調(diào)整，互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整3一一. .電力系統(tǒng)頻率變化的影響電力系統(tǒng)頻率變化的影響 對用戶的影響對用戶的影響（1 1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)（2 2）異步電機(jī)功率下降）異步電機(jī)功率下降（3 3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度 對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響（1 1）對發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響）對發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響（2 2）對汽輪機(jī)葉片的影響）對汽輪機(jī)葉片的影響（3 3）對異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無）對異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無 功消耗。功消耗。5.15.

3、1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡電力系統(tǒng)中有功功率的平衡4二二 頻率與有功平衡的關(guān)系頻率與有功平衡的關(guān)系 頻率頻率由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定 轉(zhuǎn)速與其軸上的轉(zhuǎn)矩平衡有關(guān)轉(zhuǎn)速與其軸上的轉(zhuǎn)矩平衡有關(guān) 轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡ETETPPMM 5.15.1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡電力系統(tǒng)中有功功率的平衡負(fù)荷變化負(fù)荷變化M MT T：由于慣性大變化慢：由于慣性大變化慢M ME E：有功負(fù)荷變化快：有功負(fù)荷變化快產(chǎn)生瞬時(shí)不平衡產(chǎn)生瞬時(shí)不平衡轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩不平衡不平衡 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化 頻率變化頻率變化( (+ +0.2HZ0.2HZ + +0.5HZ)0.5HZ)5三有功功率負(fù)荷的 變

4、化及其調(diào)整5.15.1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡電力系統(tǒng)中有功功率的平衡6 系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng) 負(fù)荷組成：負(fù)荷組成：（1 1）變動(dòng)周期小于）變動(dòng)周期小于10s10s，變化幅度小，變化幅度小: :小操作、線路搖擺等小操作、線路搖擺等（3 3）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律（2）變動(dòng)周期在（變動(dòng)周期在（10s10s，180s180s），變化幅度較大：大電機(jī)、電），變化幅度較大：大電機(jī)、電 爐啟停爐啟停調(diào)速器調(diào)速器頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器調(diào)頻器頻率

5、的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測負(fù)根據(jù)預(yù)測負(fù)荷，在各機(jī)荷，在各機(jī)組間進(jìn)行最組間進(jìn)行最優(yōu)負(fù)荷分配優(yōu)負(fù)荷分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）75.15.1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡電力系統(tǒng)中有功功率的平衡備用容量：備用容量：15%15%20%20% 作用：作用：為了保證供電可靠性及電為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。于發(fā)電負(fù)荷。定義：定義：備用容量備用容量 系統(tǒng)可用系統(tǒng)可用電源容量電源容量 發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷 有功功率平衡：有功功率平衡：,GiLiLossPPP8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷備用容備

6、用容量量新增容新增容量量四、有功功率電源和備用容量四、有功功率電源和備用容量系統(tǒng)電源容量系統(tǒng)電源容量：可投入：可投入發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和8按作用分：按作用分：(1)負(fù)荷備用：滿足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外負(fù)荷備用：滿足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外的負(fù)荷增量的負(fù)荷增量2%5%(2)事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而預(yù)留的容量預(yù)留的容量5%10%(3)檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃檢修檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃檢修4%5%(4)國民經(jīng)濟(jì)備用：滿足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃國民經(jīng)濟(jì)備用：滿足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃增長增長3%5%按其存在形式分：按其存在形式分：(1)熱備用熱備用(2)冷備用冷備用備用容量的分類備

7、用容量的分類9系統(tǒng)中有備用容量時(shí)，可考慮有功功率的最優(yōu)分配問系統(tǒng)中有備用容量時(shí)，可考慮有功功率的最優(yōu)分配問題，包括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。題，包括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。有功電源的最優(yōu)組合有功電源的最優(yōu)組合：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠的合：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠的合理組合。理組合。包括：機(jī)組的最優(yōu)組合順序，機(jī)組的最優(yōu)組包括：機(jī)組的最優(yōu)組合順序，機(jī)組的最優(yōu)組合數(shù)量，機(jī)組的最優(yōu)開停時(shí)間。合數(shù)量，機(jī)組的最優(yōu)開停時(shí)間。有功負(fù)荷的最優(yōu)分配有功負(fù)荷的最優(yōu)分配：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的合理分配。運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的

8、合理分配。5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配10承擔(dān)急劇變化負(fù)荷時(shí)與投、退相似，額外耗能、費(fèi)時(shí)承擔(dān)急劇變化負(fù)荷時(shí)與投、退相似，額外耗能、費(fèi)時(shí)一、一、 各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)1 1 火電廠火電廠5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配支付燃料費(fèi)用支付燃料費(fèi)用技術(shù)最小負(fù)荷技術(shù)最小負(fù)荷鍋爐鍋爐 25%25%70%70%汽機(jī)汽機(jī) 10%10%15%15%效率與蒸汽效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)參數(shù)有關(guān)高溫高壓：效率高、調(diào)節(jié)范圍小高溫高壓：效率高、調(diào)節(jié)范圍小中溫中壓：較前者低、但調(diào)節(jié)范圍大中溫中壓：較前者低、但調(diào)節(jié)范圍大低溫低壓：指標(biāo)最

9、差、不用于調(diào)節(jié)低溫低壓：指標(biāo)最差、不用于調(diào)節(jié)熱電廠：抽氣供熱，效率最高，有不可調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率熱電廠：抽氣供熱，效率最高，有不可調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率火電廠火電廠112 2 水電廠水電廠（1 1）不需燃料費(fèi)，但一次投資大）不需燃料費(fèi)，但一次投資大（2 2）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大（3 3）啟停費(fèi)用低，且操作簡單）啟停費(fèi)用低，且操作簡單（4 4）出力受水頭影響）出力受水頭影響（5 5）抽水蓄能）抽水蓄能（6 6）必須釋放水量強(qiáng)迫功率）必須釋放水量強(qiáng)迫功率一、一、 各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配123 核

10、電廠核電廠（1）最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷）最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷1015。（2）啟停費(fèi)用高；負(fù)荷急劇變化時(shí)，調(diào)節(jié)費(fèi)用高；）啟停費(fèi)用高；負(fù)荷急劇變化時(shí)，調(diào)節(jié)費(fèi)用高；啟停及急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易于損壞設(shè)備。啟停及急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易于損壞設(shè)備。（3）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。一、一、 各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配13 原則原則（1 1）充分利用水源。）充分利用水源。（2 2）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用。用。（3 3）盡量降低火力發(fā)電成本，）盡量降

11、低火力發(fā)電成本，增加燃用劣質(zhì)煤、當(dāng)增加燃用劣質(zhì)煤、當(dāng)?shù)孛旱孛?。二、二?各類發(fā)電廠的合理組合各類發(fā)電廠的合理組合5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配14枯水期枯水期豐水期豐水期抽水抽水發(fā)電發(fā)電151 1、 發(fā)電機(jī)組的耗量特性發(fā)電機(jī)組的耗量特性：反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量間內(nèi)能量輸入輸入和和輸出輸出關(guān)系的曲線。關(guān)系的曲線。耗量特性耗量特性三、三、電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配16 比耗量：比耗量：耗量特性曲線上某耗量特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，點(diǎn)的縱

12、坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，即輸入和輸出之比即輸入和輸出之比 效率：效率：比耗量倒數(shù)比耗量倒數(shù) 耗量微增率耗量微增率：耗量特性曲線：耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率，表示在上某點(diǎn)切線的斜率，表示在該點(diǎn)的輸入增量與輸出增量該點(diǎn)的輸入增量與輸出增量之比。之比。PF / FP / dPdF / 效率曲線和微增率曲線效率曲線和微增率曲線 1 1、發(fā)電機(jī)組的耗量特性發(fā)電機(jī)組的耗量特性5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配17 有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的：在滿足對一定量負(fù)荷持續(xù)：在滿足對一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過程中單位供電的前提下，使發(fā)電設(shè)備在

13、生產(chǎn)電能的過程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能源最少。時(shí)間內(nèi)所消耗的能源最少。 滿足條件：滿足條件： 等式約束等式約束 f(x、u、d)=0 不等式約束不等式約束 g(x、u、d)0 使使 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) F=F(x、u、d) 最優(yōu)最優(yōu)2、目標(biāo)函數(shù)和約束條件、目標(biāo)函數(shù)和約束條件5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配18(1) (1) 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組）系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組） niGiiGnnGGPFPFPFPFF12211)()()()(該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)，描

14、述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。描述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。2、目標(biāo)函數(shù)和約束條件目標(biāo)函數(shù)和約束條件5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配19(2) (2) 約束條件約束條件 等式約束等式約束 不等式約束不等式約束11nmGiLDjLijPPP nimjLDjGiPP11忽略有功網(wǎng)損忽略有功網(wǎng)損 maxminmaxminGiGiGiGiGiGiQQQPPP2、目標(biāo)函數(shù)和約束條件、目標(biāo)函數(shù)和約束條件5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配20 以兩臺(tái)火電機(jī)組為例，忽略有功網(wǎng)損；假定各臺(tái)機(jī)組的燃料以兩臺(tái)火電機(jī)組為例，忽略有功網(wǎng)損；假定各臺(tái)

15、機(jī)組的燃料消耗量和輸出功率不受限制，要求：消耗量和輸出功率不受限制，要求：確定負(fù)荷功率在兩臺(tái)機(jī)確定負(fù)荷功率在兩臺(tái)機(jī)組間的分配，使總的燃料消耗量最小組間的分配，使總的燃料消耗量最小。 等式約束等式約束 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)021 LDGGPPP)()( min2211GGPFPFF 3、等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配21 作圖法求解（只有兩臺(tái)機(jī)組）作圖法求解（只有兩臺(tái)機(jī)組） 在在OO上找到一點(diǎn)作垂線，上找到一點(diǎn)作垂線， 與兩條耗量特性曲線的交點(diǎn)與兩條耗量特性曲線的交點(diǎn) 間距離最短。間距離最短。 在耗量特性曲線具有凸性的情在耗量特性

16、曲線具有凸性的情 況下，況下，兩條曲線的切線平行時(shí)，兩條曲線的切線平行時(shí)， 燃料消耗量最少燃料消耗量最少。 曲線的切線即斜率，就是該點(diǎn)的曲線的切線即斜率，就是該點(diǎn)的耗量微增率。耗量微增率。3、等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配22 切線平行時(shí)，斜率相等，也就是耗量微增率相等。切線平行時(shí)，斜率相等，也就是耗量微增率相等。這就是等微增率準(zhǔn)則。這就是等微增率準(zhǔn)則。 物理意義物理意義2211GGdP/dFdP/dF ，節(jié)約的燃料消耗為：增加，機(jī)組減少調(diào)整負(fù)荷分配，機(jī)組，并且總輸出功率不變等：假如兩臺(tái)機(jī)組微增率不PPdPdFdPdFGG2

17、12211022112211 P)dPdFdPdF(PdPdFPdPdFFGGGG 23（1 1）. .不計(jì)網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配不計(jì)網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配 目標(biāo)函數(shù)最?。耗繕?biāo)函數(shù)最?。?等式約束條件：等式約束條件： 這是多元函數(shù)求條件極值問題，可以利用拉格朗日乘數(shù)法求這是多元函數(shù)求條件極值問題，可以利用拉格朗日乘數(shù)法求解。解。 構(gòu)造拉格朗日函數(shù)構(gòu)造拉格朗日函數(shù) niGii)P(FF1 niLDGiPP10 niLDGiPPFL1 4、多個(gè)發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配多個(gè)發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配24 求拉格朗日函數(shù)的無條件極值求拉格朗日函數(shù)的

18、無條件極值 niLDGiPPFL1 )n,i (PFPLGiGi21 0 GiPF)n,1,2,i (dPdFGii niGii)P(FF125不等式約束的處理不等式約束的處理 功率上下限約束功率上下限約束 先不考慮該約束條件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)越先不考慮該約束條件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)越限，越限的發(fā)電廠按極限分配負(fù)荷，其余發(fā)電廠再限，越限的發(fā)電廠按極限分配負(fù)荷，其余發(fā)電廠再按經(jīng)濟(jì)分配。按經(jīng)濟(jì)分配。 節(jié)點(diǎn)電壓及無功功率約束節(jié)點(diǎn)電壓及無功功率約束 在經(jīng)濟(jì)功率分配后的潮流計(jì)算中處理。在經(jīng)濟(jì)功率分配后的潮流計(jì)算中處理。maxGiGiminGiPPP maxGiGiminGiQQQ maxiim

19、iniVVV 26（2 2）. .考慮網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配考慮網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配 等式約束變?yōu)榈仁郊s束變?yōu)?目標(biāo)函數(shù)不變目標(biāo)函數(shù)不變 拉格朗日函數(shù)為拉格朗日函數(shù)為10nGiLLDiPPP 11nniGiLLDiiLFPPP 10iLGiGiGidFPLPdPP 1(1, 2,)1iiiGiGiLGidFdFLindPdPPP 經(jīng)過網(wǎng)損修正后經(jīng)過網(wǎng)損修正后的等微增率準(zhǔn)則的等微增率準(zhǔn)則網(wǎng)損修正系數(shù)網(wǎng)損修正系數(shù)網(wǎng)損微增率的物理意義：某發(fā)電廠所發(fā)功率的變化引起的網(wǎng)損微增率的物理意義：某發(fā)電廠所發(fā)功率的變化引起的網(wǎng)路總損耗的變化網(wǎng)路總損耗的變化阻抗矩陣法阻抗矩陣法網(wǎng)損微增率網(wǎng)損微增率27 目標(biāo)：目標(biāo)：在整

20、個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)滿足用戶的電力需求，合理分在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)滿足用戶的電力需求，合理分配水火電廠的負(fù)荷，使總?cè)剂舷牧孔钌?。配水火電廠的負(fù)荷，使總?cè)剂舷牧孔钌佟?等式約束等式約束： 目標(biāo)函數(shù)最小目標(biāo)函數(shù)最?。?1( )( )( )0HTLDPtPtPt 2220( )0HW Pt dtK 110( )TFF Pt dt 這是一個(gè)求泛函極值問題，一般應(yīng)用變分法求解。這是一個(gè)求泛函極值問題，一般應(yīng)用變分法求解。5、水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配28 變分法求解，變分法求解，分段處理分段處理 等式約束等式約束：

21、 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)：2.1.0HkTkLD kPPP 2.2.21()0k tkHkkkWPtK 1.1.1()k tkTkkkFFPt 5、水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配5.25.2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配29拉格朗日函數(shù)拉格朗日函數(shù) *.1122.2.21()()ktktkTkkkHkTkL DkkkkktkHkkkLFPtPPPtWPtK 5、水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配*.()0kTkkTkTkdFPLPdP *.()0kHkkHkHkdWPLPdP 305

22、、水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配.21.2.()()kTkkHkkTkHkdFPdWPdPdP 11111222222()/()()/()TTTHHHdF PdPdF PdWPdPdWP 任一瞬間：任一瞬間：1122212()()THTHdF PdWPdPdP 其中：其中：水煤換算系數(shù)水煤換算系數(shù)1m1m3 3水量相當(dāng)于水量相當(dāng)于 2 2噸煤的消耗噸煤的消耗豐水期小，枯水期大豐水期小，枯水期大31 水、火電廠之間的經(jīng)濟(jì)分配仍按等微增率原則分配，水、火電廠之間的經(jīng)濟(jì)分配仍按等微增率原則分配，只不過，水電廠微增率乘一個(gè)只不過，水電廠微增率乘一個(gè) 2 2后后分

23、配，水電廠在一定時(shí)分配，水電廠在一定時(shí)間內(nèi)可消耗水量越多，單位重量燃料可折換的水量越大，間內(nèi)可消耗水量越多，單位重量燃料可折換的水量越大， 2 2 從而從而 2 2 H H也越小，水電廠應(yīng)分配更多負(fù)荷。也越小，水電廠應(yīng)分配更多負(fù)荷。由于由于 j j事先未知，須假設(shè)事先未知，須假設(shè) j j的初值，分配計(jì)算求出的初值，分配計(jì)算求出各段負(fù)荷，然后計(jì)算出各段負(fù)荷，然后計(jì)算出T T時(shí)間內(nèi)的用水量時(shí)間內(nèi)的用水量物理解釋：物理解釋：計(jì)算：計(jì)算：WkjT)(WWWWWWJkjTJkjTJkjT)()()(與與W Wj j比較比較結(jié)束計(jì)算結(jié)束計(jì)算增大增大 j0j0 ，重復(fù)計(jì)算，重復(fù)計(jì)算減小減小 j0j0 ，重復(fù)

24、計(jì)算，重復(fù)計(jì)算5、水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配水、火發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配321 1、定義：、定義：負(fù)荷負(fù)荷與用戶的生產(chǎn)狀態(tài)有關(guān)與用戶的生產(chǎn)狀態(tài)有關(guān)與頻率無關(guān)與頻率無關(guān)照明、電爐等照明、電爐等與接入點(diǎn)系統(tǒng)電壓有關(guān)與接入點(diǎn)系統(tǒng)電壓有關(guān)與系統(tǒng)頻率有關(guān)與系統(tǒng)頻率有關(guān)僅考慮頻率因素僅考慮頻率因素假設(shè)不變假設(shè)不變2 2、負(fù)荷性質(zhì)：、負(fù)荷性質(zhì)：與頻率的一次方成正比與頻率的一次方成正比球磨機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等球磨機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等與頻率的二次方成正比與頻率的二次方成正比變壓器的渦流損耗等變壓器的渦流損耗等與頻率的三次方成正比與頻率的三次方成正比通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等與頻率的高次方成正比與頻率的高次方成正比靜

25、水頭阻力大的給水泵靜水頭阻力大的給水泵5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性一、負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性33230123LLNLNLNLNNNNfffPa Pa Pa Pa Pfff13210 aaaa230123LPaa fa fa fNLNfP以和為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值表達(dá)式5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整34負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性簡化表達(dá)簡化表達(dá)當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷有功頻率靜態(tài)特性用一，負(fù)荷有功頻率靜態(tài)特性用一條近似直線來表示。條近似直線來表示。LLPKtgf /LLNLLNP

26、PPKfff 負(fù)荷的負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率，表示負(fù)荷隨頻率的變化表示負(fù)荷隨頻率的變化程度。程度。5 . 1* LK35二、二、 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性 調(diào)速器的工作原理調(diào)速器的工作原理1 為轉(zhuǎn)速測量元件為轉(zhuǎn)速測量元件離心飛擺及其附件；離心飛擺及其附件；2 為放大元件為放大元件錯(cuò)油錯(cuò)油門門(或稱配壓閥或稱配壓閥)；3 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)油動(dòng)油動(dòng)機(jī)機(jī)(或稱接力器或稱接力器)；4 為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或?yàn)檗D(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱同步器稱同步器(調(diào)頻器調(diào)頻器)36調(diào)頻器的工作原理調(diào)頻器的工作原理37（1 1）、無調(diào)速系統(tǒng)時(shí)）、無調(diào)速系統(tǒng)時(shí): : P PT T=c=c1

27、 1f-cf-c2 2f f2 2（2 2）、有調(diào)速系統(tǒng)時(shí)）、有調(diào)速系統(tǒng)時(shí)二、二、 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整38（3 3）、有調(diào)頻器時(shí)）、有調(diào)頻器時(shí)二、二、 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整392、概念介紹、概念介紹1)1)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率：發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)或電源頻：發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)或電源頻率特性的斜率。率特性的斜率。 標(biāo)志著隨頻率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少或增標(biāo)志著隨頻率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少或增加的多寡。加的

28、多寡。 GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ * 二、二、 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整405.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整2)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：單位調(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。單位調(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。100100% 0 000 NNGNNGNGNNGNNGfffPffPPffPffPf 二、二、 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性415.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整3)發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率與與調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)的關(guān)系：

29、的關(guān)系：一般來說發(fā)電機(jī)的一般來說發(fā)電機(jī)的單位單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的：調(diào)節(jié)功率是可以整定的：汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組 =35或或 =33.320水輪發(fā)電機(jī)組水輪發(fā)電機(jī)組 =24或或 =5025NGNNGNGGGfPfPKKK100%11100%1* % *GK% *GK二、二、 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性42fPOP0PLf0PGPL PL0AP0Bf0O B A 三、三、 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整1)簡述：由于負(fù)荷突增，簡述：由于負(fù)荷突增，發(fā)電機(jī)組功率不能及發(fā)電機(jī)組功率不能及時(shí)變動(dòng)而使機(jī)組減速，時(shí)變動(dòng)而使機(jī)

30、組減速，系統(tǒng)頻率下降，同時(shí)，系統(tǒng)頻率下降，同時(shí)，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷功率因而增大，負(fù)荷功率因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過一個(gè)衰減減少，經(jīng)過一個(gè)衰減的振蕩過程，達(dá)到新的振蕩過程，達(dá)到新的平衡。的平衡。430oofff 0LsGLPKKKf 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效：計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。fPOP0PLf0PGPL PL0AP0Bf0O B A 00LGLLGLGLSOAOBBAPOBB OKfBAA

31、BKfPAOOBBAKfKfKKfKf 443)注意：注意：取功率的增大或頻率的上升為正；取功率的增大或頻率的上升為正；為保證調(diào)速系統(tǒng)本身運(yùn)行的穩(wěn)定，不能采用過大的為保證調(diào)速系統(tǒng)本身運(yùn)行的穩(wěn)定，不能采用過大的單位調(diào)節(jié)功率；單位調(diào)節(jié)功率；對于滿載機(jī)組，不再參加調(diào)整。對于滿載機(jī)組，不再參加調(diào)整。 對于系統(tǒng)有若干臺(tái)機(jī)參加一次調(diào)頻：對于系統(tǒng)有若干臺(tái)機(jī)參加一次調(diào)頻： 具有一次調(diào)頻的各機(jī)組間負(fù)荷的分配，按其調(diào)差系具有一次調(diào)頻的各機(jī)組間負(fù)荷的分配，按其調(diào)差系數(shù)即下降特性自然分配。數(shù)即下降特性自然分配。 LGSKKK三、三、 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整45頻率

32、的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整：通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特：通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。動(dòng)范圍內(nèi)。1.主調(diào)頻廠的選擇主調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠：調(diào)頻廠：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分為主調(diào)頻廠和輔助負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分為主調(diào)頻廠和輔助 調(diào)頻廠。調(diào)頻廠。調(diào)頻廠應(yīng)滿足的條件：調(diào)頻廠應(yīng)滿足的條件：1 1）足夠的調(diào)整容量）足夠的調(diào)整容量2 2）較快的調(diào)整速度）較快的調(diào)整速度3 3）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好四、頻率的二次調(diào)整四、頻率的二次調(diào)整46調(diào)整容量調(diào)整容量: : 水電廠水電廠 火電廠火電廠中溫中壓電廠（中溫中壓電廠（7575） 高溫高壓電廠（高溫高壓電廠（3030） 調(diào)整速度：調(diào)整速度： 水電廠水電廠 火電廠火電廠調(diào)頻廠選擇：調(diào)頻廠選擇： 首選：水電廠首選：水電廠 其次：中溫中壓電廠其次：中溫中壓電廠5.35.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整四、頻率的二次調(diào)整四、頻率的二次調(diào)整472