電力系統(tǒng)分析-第五章

第五章 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的調(diào)整和控制第五章電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的調(diào)整和控制本章將介紹電力系統(tǒng)在正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下的調(diào)整和控制，包括有功功率和頻率的調(diào)整、無(wú)功功率和電壓的調(diào)整、運(yùn)行方式的優(yōu)化及潮流的靈活控制。有功功率與頻率的關(guān)系（重點(diǎn)）有功功率的最優(yōu)分配（三次調(diào)頻）（重點(diǎn)）電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻電力系統(tǒng)的二次調(diào)頻互聯(lián)系統(tǒng)的頻率及輸送功率的調(diào)整無(wú)功與電壓的關(guān)系與調(diào)整由于電力系統(tǒng)的負(fù)荷隨時(shí)間不斷變化，因此為了適應(yīng)這種變化，必須調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力，使之與負(fù)荷的有功功率相平衡，必須調(diào)整系統(tǒng)的頻率，使它盡量保持不變。同時(shí)，負(fù)荷無(wú)功功率的變化則要求對(duì)發(fā)電機(jī)和其他無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行情況作相應(yīng)的調(diào)整，使得在滿足負(fù)荷無(wú)功需求的同時(shí)，保證合格的電壓質(zhì)量。在分配和調(diào)整各個(gè)發(fā)電機(jī)的功率時(shí)，需要考慮到它們和線路、變壓器等設(shè)備的容量限制和其他條件，以保證設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。電力系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用與發(fā)電機(jī)間的功率分配密切相關(guān)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行決策和調(diào)整時(shí)必須考慮經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是指在一定的接線方式和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)下，系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷、各個(gè)發(fā)電機(jī)的功率以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓都保持不變，而且原動(dòng)機(jī)的輸出功率與發(fā)電機(jī)的功率相平衡，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定從而使系統(tǒng)維持頻率不變的狀態(tài)（平衡點(diǎn)）。負(fù)荷隨時(shí)變化屬于擾動(dòng)，在經(jīng)受擾動(dòng)后，系統(tǒng)發(fā)生變化，處于暫態(tài)過(guò)程中。嚴(yán)格說(shuō)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)基本不存在。工程的觀點(diǎn)常把一個(gè)個(gè)不斷變化的暫態(tài)過(guò)程人為地處理為一個(gè)個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況（平衡點(diǎn)）之間的過(guò)渡。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制60fpn=一、概述1)并列運(yùn)行的每一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率的關(guān)系為：式中P——發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)

n——發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）

f——電力系統(tǒng)頻率（Hz）顯然，電力系統(tǒng)的頻率控制實(shí)際上就是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制頻率與有功平衡的關(guān)系頻率—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)矩平衡與功率平衡負(fù)荷變化MT：由于慣性大變化慢ME：有功負(fù)荷變化快產(chǎn)生瞬時(shí)不平衡轉(zhuǎn)矩不平衡發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化頻率變化(+0.2HZ+0.5HZ)第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制原動(dòng)機(jī)電網(wǎng)電網(wǎng):發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的體現(xiàn)。與平衡時(shí):和不變。隨機(jī)變化隨機(jī)變化，無(wú)法突變，慣性環(huán)節(jié)，隨機(jī)變化頻率偏移原動(dòng)機(jī)機(jī)械功率發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率結(jié)論：頻率偏移不可避免2)電力系統(tǒng)頻率一致。3)任一時(shí)刻，發(fā)供平衡。4)負(fù)荷增加時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)了功率缺額，機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，整個(gè)系統(tǒng)的頻率降低。5)調(diào)頻與有功功率調(diào)節(jié)是不可分開(kāi)的。6)調(diào)頻是一個(gè)要有整個(gè)系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)籌調(diào)度與協(xié)調(diào)的問(wèn)題，不允許任何電廠有一點(diǎn)“各自為政”的趨向。7)調(diào)頻與運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系也十分密切。8)力求使系統(tǒng)負(fù)荷在發(fā)電機(jī)組之間實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制為了保持系統(tǒng)的頻率在額定值附近，需要不斷調(diào)整原動(dòng)機(jī)的輸入功率，使發(fā)電機(jī)的輸出功率與系統(tǒng)負(fù)荷有功功率的變化相適應(yīng)，從而使發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速變化不致過(guò)大。系統(tǒng)頻率的控制與負(fù)荷的有功功率的變化、在發(fā)電機(jī)間的分配及發(fā)電機(jī)組功率的控制密切相關(guān)。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制一．1、負(fù)荷：系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和。也稱電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷。是所有用戶的負(fù)荷總加。2、負(fù)荷分類（按負(fù)荷性質(zhì)分類）：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、商業(yè)、生活等。3、電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷：綜合用電負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗。4、電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷：供電負(fù)荷加上發(fā)電廠廠用電消耗的功率。電力系統(tǒng)的負(fù)荷一、負(fù)荷的有功功率及頻率特性日負(fù)荷曲線負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線為負(fù)荷曲線。連續(xù)型階梯型在實(shí)際電力系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)、生活和氣象等因素的變化，使每天的日負(fù)荷曲線各不相同。就每天的負(fù)荷曲線來(lái)看，其形狀基本相似，一般具有周期性的變化規(guī)律。為了比較精確地掌握負(fù)荷，以便安全、經(jīng)濟(jì)地安排各個(gè)發(fā)電機(jī)組的出力和系統(tǒng)的運(yùn)行方式，在調(diào)度部門(mén)每天都進(jìn)行短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)，以估計(jì)次日的階梯型負(fù)荷曲線。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度直接影響經(jīng)濟(jì)調(diào)度的效益，提高預(yù)測(cè)的精度可以降低備用容量，減少臨時(shí)出力調(diào)整和避免計(jì)劃外開(kāi)停機(jī)組，以利于電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制(a）鋼鐵工業(yè)負(fù)荷；(b)食品工業(yè)負(fù)荷；(c)農(nóng)村加工負(fù)荷；(d)市政生活負(fù)荷實(shí)際負(fù)荷曲線的組成

P1：變化幅度小，變化周期較短（一般為10s以內(nèi)）的負(fù)荷分量；P2：變化幅度較大、變化周期較長(zhǎng)（一般為10s～3min）的負(fù)荷分量，脈動(dòng)分量；P3：變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷，持續(xù)分量。實(shí)際的負(fù)荷變化要復(fù)雜得多，除總體上呈現(xiàn)連續(xù)的變化趨勢(shì)外，還包含呈隨機(jī)變化的部分。隨機(jī)變化的部分，主要是變化幅度較小、變化周期較短（以幾秒為周期）的隨機(jī)分量--小容量的機(jī)床（偶然性）變化幅度稍大，變化周期稍長(zhǎng)（以幾分鐘為周期）脈動(dòng)分量。系統(tǒng)越小，隨機(jī)變化部分占的比重較大--電弧爐、電氣機(jī)車(chē)、軋鋼機(jī)（沖擊性）有功功率負(fù)荷（以下簡(jiǎn)稱負(fù)荷）時(shí)刻都在作不規(guī)則變化，對(duì)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷變化曲線的分析表明，系統(tǒng)負(fù)荷可以看作是由三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷所組成：第一種是變化幅度很小，變化周期短，負(fù)荷變動(dòng)有很大的偶然性；第二種是變化幅度大，變化周期較長(zhǎng)；第三種是變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷，基本上可以預(yù)測(cè)，周期最長(zhǎng)，由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)—有功功率的分配問(wèn)題第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制1、負(fù)荷與用戶的生產(chǎn)狀態(tài)有關(guān)與頻率無(wú)關(guān) —照明、電爐等與接入點(diǎn)系統(tǒng)電壓有關(guān)與系統(tǒng)頻率有關(guān)——僅考慮頻率因素假設(shè)不變2、負(fù)荷性質(zhì)：與頻率的一次方成正比 —球磨機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等與頻率的二次方成正比 —變壓器的渦流損耗等與頻率的三次方成正比 —通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等與頻率的高次方成正比 —靜水頭阻力大的給水泵負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制負(fù)荷的頻率特性除了隨時(shí)間變化以外，負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率和無(wú)功功率還與系統(tǒng)的頻率以及供電點(diǎn)的電壓有關(guān)。負(fù)荷所吸收的功率是時(shí)間、頻率和電壓三者的函數(shù)。負(fù)荷有功功率隨系統(tǒng)頻率變化的特性為負(fù)荷有功功率的靜態(tài)頻率特性。負(fù)荷功率隨頻率變化程度與負(fù)荷的組成情況有關(guān)，這是因?yàn)椴煌N類的受電器對(duì)頻率變化的敏感程度不同。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制在各種受電器中，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)所取用的有功功率與頻率的關(guān)系比較密切，當(dāng)頻率變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將近似地隨之成比例的變化。第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制電力系統(tǒng)中各種有功負(fù)荷與頻率的關(guān)系：實(shí)際負(fù)荷是各類負(fù)荷的組合，負(fù)荷的頻率特性可表示為式中—額定頻率

—系統(tǒng)頻率為f時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷

—系統(tǒng)頻率為額定值時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷

—為上述各類負(fù)荷占的比例系數(shù)第一節(jié)電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整和控制負(fù)荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性簡(jiǎn)化表達(dá)當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷有功－頻率靜態(tài)特性用一條近似直線來(lái)表示。負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)效應(yīng)，表示負(fù)荷隨頻率的變化程度。負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)，與負(fù)荷的組成情況有關(guān)。相當(dāng)于當(dāng)頻率增加（或減少）1%時(shí)，負(fù)荷增加（或減少）1%-3%頻率調(diào)整的必要性(1)頻率變化的危害

①影響異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；

②影響各種電子設(shè)備的精確性；

③使計(jì)算機(jī)發(fā)生誤操作；

④威脅電力系統(tǒng)自身的正常運(yùn)行。二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡頻率調(diào)整的必要性頻率調(diào)整的必要性二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡(2)負(fù)荷與頻率的關(guān)系

①不受頻率影響的負(fù)荷

②與頻率變化成正比的負(fù)荷

③與頻率高次方成正比的負(fù)荷二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡有功功率平衡和備用容量要保證在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的頻率質(zhì)量，首先必須滿足在額定頻率下系統(tǒng)有功功率平衡的要求，所有發(fā)電機(jī)可用的出力之和應(yīng)等于系統(tǒng)負(fù)荷在額定頻率下所吸收的全部有功功率、全部網(wǎng)絡(luò)損耗和全部廠用電的總和。發(fā)電機(jī)可用出力的總和并不一定就是它們的有功容量的總和，這是因?yàn)樵谶\(yùn)行過(guò)程中，即不是所有的發(fā)電機(jī)組都不間斷的投入運(yùn)行，也不是所有投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組都按其額定容量發(fā)電。二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡備用容量：15%～20%作用：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)大于發(fā)電負(fù)荷。定義：備用容量＝系統(tǒng)可用電源容量－發(fā)電負(fù)荷

有功功率平衡：8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷備用容量新增容量系統(tǒng)電源容量：可投入發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡裝機(jī)容量：所有發(fā)電設(shè)備的容量之和，衡量系統(tǒng)的規(guī)模電源容量：可投入電源的可發(fā)功率之和，是真正可供電的系統(tǒng)電源容量備用容量：系統(tǒng)電源容量-發(fā)電負(fù)荷除了滿足有功功率平衡外，系統(tǒng)還必須安排適當(dāng)?shù)膫溆萌萘?。二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡按作用分：(1)負(fù)荷備用：滿足負(fù)荷中短期的負(fù)荷波動(dòng)、因負(fù)荷預(yù)測(cè)不準(zhǔn)而產(chǎn)生的計(jì)劃外的負(fù)荷增量，2%~5%(2)事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而預(yù)留的容量5%~10%，且應(yīng)大于系統(tǒng)中最大機(jī)組的容量(3)檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃?rùn)z修而設(shè)置的備用容量，4%~5%(4)國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：滿足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃增長(zhǎng)3%~5%按其存在形式分（投入時(shí)間）：(1)熱備用，旋轉(zhuǎn)備用，運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率與實(shí)際發(fā)電功率之差。(2)冷備用：未運(yùn)轉(zhuǎn)的、但能隨時(shí)啟動(dòng)的發(fā)電設(shè)備可發(fā)的最大功率備用容量的分類負(fù)荷備用和事故備用是在系統(tǒng)每天運(yùn)行中必須加以考慮和安排的。

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：（1）變動(dòng)周期小于10s，變化幅度小:小操作、線路搖擺等（3）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（10s，180s），變化幅度較大：大電機(jī)、電爐啟停調(diào)速器頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷，在各機(jī)組間進(jìn)行最優(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）要維持頻率在正常的范圍內(nèi)，必要條件是系統(tǒng)必須具有充裕的可調(diào)電源。二、頻率調(diào)整的必要性和有功功率平衡對(duì)變化幅度較小、變化周期較短（以幾秒鐘為周期）的隨機(jī)分量，由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器來(lái)調(diào)整，當(dāng)調(diào)速器的測(cè)速系統(tǒng)感受到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)（如轉(zhuǎn)速下降），調(diào)速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功率（增加發(fā)電機(jī)的功率），由調(diào)速器來(lái)平衡負(fù)荷變動(dòng)的方式為電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整；一次調(diào)頻是所有運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組都可參加的，取決于發(fā)電機(jī)組是否已經(jīng)滿負(fù)荷發(fā)電。三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整1、發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械液壓式電氣液壓式（一）機(jī)械式調(diào)速器簡(jiǎn)介三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整發(fā)電機(jī)組有功功率靜態(tài)頻率特性在自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)作用下，發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率與頻率之間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系稱為機(jī)組的有功功率靜態(tài)頻率特性—機(jī)組的頻率特性。由于發(fā)電機(jī)的有功功率隨著原動(dòng)機(jī)的的功率的增加而增加，而且系統(tǒng)的頻率與機(jī)組的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以近似地認(rèn)為機(jī)組的頻率成一條直線，穩(wěn)態(tài)情況下發(fā)電機(jī)在調(diào)速器作用下發(fā)出的有功功率增量與頻率增量之間的關(guān)系：發(fā)電機(jī)組有功功率靜態(tài)頻率特性發(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)出功率減少或增加的多寡。三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：?jiǎn)挝徽{(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系：一般來(lái)說(shuō)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的：汽輪發(fā)電機(jī)組=4~6或=25~16.7水輪發(fā)電機(jī)組=2~4或=50~25三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整在系統(tǒng)中有多臺(tái)發(fā)電機(jī)組且它們的調(diào)差系數(shù)不相等，需要根據(jù)各臺(tái)發(fā)電機(jī)組的額定出力和調(diào)差系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出全系統(tǒng)的綜合調(diào)差系數(shù)和相應(yīng)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值。系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整三、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和頻率的一次調(diào)整在電力系統(tǒng)中，所有發(fā)電機(jī)組都具有自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，它們共同承擔(dān)頻率的一次調(diào)整任務(wù)，其主要目標(biāo)是針對(duì)全系統(tǒng)有功負(fù)荷的隨機(jī)變化，同時(shí)考慮全系統(tǒng)等值發(fā)電機(jī)組的頻率特性和全系統(tǒng)總負(fù)荷的頻率特性。fPOPL0PLfNPGPL′ΔPL0APLBfO'B'A'ΔPG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)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。fPOP0PLfNPGPL′ΔPL0AP0'BfO'B'A'注意：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(guò)大的單位調(diào)節(jié)功率；對(duì)于滿載機(jī)組，不再參加調(diào)整。有差調(diào)節(jié)對(duì)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)差系數(shù)即下降特性自然分配。系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整作業(yè)：

某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組的容量已經(jīng)完全利用；占總?cè)萘?/4的火電廠尚有10%備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為16.6；占總?cè)萘?/4的火電廠尚有20%備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為25；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。試求：(1)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率(2)負(fù)荷功率增加5%時(shí)的穩(wěn)態(tài)頻率f。

電力系統(tǒng)中有A、B兩等值機(jī)組并列運(yùn)行，向負(fù)荷供電。A等值機(jī)組的額定容量為500MW，機(jī)組的調(diào)差系數(shù)為4%，A等值機(jī)組的額定容量為400MW，機(jī)組的調(diào)差系數(shù)為5%，負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為1.5，系統(tǒng)中負(fù)荷為600MW，系統(tǒng)頻率為50Hz，A機(jī)組的出力為500MW，B機(jī)組的出力為100MW，試求當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加50MW，系統(tǒng)頻率和機(jī)組的出力是多少？

四、頻率的二次、三次調(diào)整和自動(dòng)發(fā)電控制電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整對(duì)變化幅度稍大、變化周期稍長(zhǎng)的脈動(dòng)分量，只由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器動(dòng)作不能滿足頻率偏差的要求，由系統(tǒng)中指定發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器來(lái)調(diào)整，為電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整；二次調(diào)頻廠往往是系統(tǒng)的平衡節(jié)點(diǎn)。電力系統(tǒng)頻率的三次調(diào)整對(duì)變動(dòng)可以預(yù)測(cè)的負(fù)荷，可以根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷采用有功功率經(jīng)濟(jì)分配，由調(diào)度部門(mén)根據(jù)負(fù)荷曲線進(jìn)行最優(yōu)分配。為了保證負(fù)荷在有較大的變化時(shí)，使系統(tǒng)的頻率滿足要求，需進(jìn)一步調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力，使它們能更好地跟蹤負(fù)荷的變化，以便將頻率偏差限制在容許變化范圍內(nèi)，并能得到更高的頻率質(zhì)量，需要進(jìn)行頻率的二次調(diào)整。然而，頻率的二次調(diào)整，既不是所有的機(jī)組都參與，也不是連續(xù)不斷地進(jìn)行，而是每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次，其周期因系統(tǒng)而異，二次調(diào)頻是由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)的，一般只由系統(tǒng)的調(diào)頻廠即系統(tǒng)中的平衡節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)組擔(dān)負(fù)。四、頻率的二次、三次調(diào)整和自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)負(fù)荷的增減基本上由調(diào)頻廠來(lái)承擔(dān)，如調(diào)頻廠不位于負(fù)荷中心，有可能出現(xiàn)在控制系統(tǒng)頻率的同時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)線交匯的有功功率超出允許值的情況，這樣就出現(xiàn)在調(diào)整系統(tǒng)頻率的同時(shí)控制聯(lián)絡(luò)線上流通的功率問(wèn)題。四、頻率的二次、三次調(diào)整和自動(dòng)發(fā)電控制頻率的二次調(diào)整：通過(guò)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動(dòng)范圍內(nèi)。1.主調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分為主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。調(diào)頻廠應(yīng)滿足的條件：1）足夠的調(diào)整容量2）較快的調(diào)整速度3）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好頻率的二次調(diào)整調(diào)整容量:

水電廠>火電廠

中溫中壓電廠（75％）>高溫高壓電廠（30％）

調(diào)整速度：

水電廠>火電廠

調(diào)頻廠選擇：

首選：水電廠

其次：中溫中壓電廠

頻率的二次調(diào)整頻率調(diào)整圖四、頻率的二次調(diào)整3.當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，由以下三方面提供：二次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率；發(fā)電機(jī)組執(zhí)行一次調(diào)頻，按有差特性的調(diào)差系數(shù)分配而增發(fā)的功率；由系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)所減少的負(fù)荷功率。四、頻率的二次調(diào)整4.數(shù)學(xué)表達(dá)式如果，即發(fā)電機(jī)組如數(shù)增發(fā)了負(fù)荷功率的原始增量，則，即所謂的無(wú)差調(diào)節(jié)。對(duì)于N臺(tái)機(jī)，且由第s臺(tái)機(jī)組擔(dān)負(fù)二次調(diào)整的任務(wù)，則：四、頻率的二次調(diào)整互連系統(tǒng)頻率的調(diào)整原始負(fù)荷增量二次調(diào)頻的值聯(lián)絡(luò)線功率B系統(tǒng)不參加二次調(diào)整自動(dòng)發(fā)電控制1國(guó)內(nèi)外自動(dòng)發(fā)電控制的研究與應(yīng)用情況2對(duì)頻率控制的要求3自動(dòng)發(fā)電控制是保證頻率質(zhì)量的重要技術(shù)手段（1）傳統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)很難使頻率滿足要求；（2）負(fù)荷波動(dòng)使發(fā)電功率與負(fù)荷難以平衡；（3）單機(jī)容量增大使單臺(tái)機(jī)故障帶來(lái)的損失增大，人工調(diào)節(jié)需較長(zhǎng)時(shí)間。4自動(dòng)發(fā)電控制是實(shí)現(xiàn)在線經(jīng)濟(jì)分配的必備手段自動(dòng)發(fā)電控制（AGC/EDC功能）電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，一般分為三種情況?由同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器實(shí)現(xiàn)的控制（一次調(diào)整，10S）；?由自動(dòng)發(fā)電控制（簡(jiǎn)稱AGC，即英文AutomaticGenerationControl的縮寫(xiě)）（二次調(diào)整，10S~3min）；?按照經(jīng)濟(jì)調(diào)度（簡(jiǎn)稱EDC，即英文EconomicDispatchControl）（三次調(diào)整，>3min）。四、頻率的二次、三次調(diào)整和自動(dòng)發(fā)電控制

G1、G2、G3為發(fā)電機(jī)組；ACE稱為區(qū)域控制誤差，用來(lái)根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差以及輸電線路功率偏差來(lái)確定輸出控制信號(hào)；負(fù)荷分配器根據(jù)輸入的控制信號(hào)大小并且根據(jù)等微增率準(zhǔn)則或其他原則來(lái)控制各臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出功率的大小。四、頻率的二次、三次調(diào)整和自動(dòng)發(fā)電控制調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分為主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。調(diào)頻廠應(yīng)滿足的條件：1）足夠的調(diào)整容量2）較快的調(diào)整速度3）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好系統(tǒng)中有水電廠時(shí)選水電廠做調(diào)頻廠，如果沒(méi)有水電廠時(shí)，選中溫中壓火電廠為調(diào)頻廠。自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)具有四個(gè)基本任務(wù)和目標(biāo)：①使全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)輸出功率和總負(fù)荷功率相匹配；②將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；③控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域內(nèi)有功功率和負(fù)荷功率的平衡；④在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進(jìn)行負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)包括兩大部分：（1）負(fù)荷分配器（2）發(fā)電機(jī)組控制器四、頻率的二次、三次調(diào)整和自動(dòng)發(fā)電控制作業(yè)某電力系統(tǒng)總有功負(fù)荷為4000MW時(shí)系統(tǒng)頻率為50Hz。系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)標(biāo)幺值為1.5，試計(jì)算頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)？。作業(yè)電壓是電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。線路和變壓器中的電壓損耗與通過(guò)它的功率有關(guān)，在高壓系統(tǒng)中與通過(guò)的無(wú)功功率有關(guān)。電壓的調(diào)整和控制與系統(tǒng)中無(wú)功功率的分布密切相關(guān)。無(wú)功功率和電壓的控制與有功功率和頻率的控制的區(qū)別：在穩(wěn)態(tài)情況下，全系統(tǒng)各點(diǎn)的頻率相同，但各點(diǎn)的電壓各不相同，并且電壓的容許變化范圍也可能不同，電壓控制的目標(biāo)是系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓必須在各自容許范圍內(nèi)。調(diào)整頻率的手段是各個(gè)發(fā)電廠中的發(fā)電機(jī)組，調(diào)整電壓的手段除了各個(gè)發(fā)電機(jī)外，還有大量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和帶負(fù)荷調(diào)整分接頭變壓器，它們分散在整個(gè)電力系統(tǒng)中。第二節(jié)

電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，還需要從電源取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，其端電壓就要下降，從而影響其的正常運(yùn)行。

無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在：(1)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。(2)降低輸、變電設(shè)備的供電能力。(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。(4)造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。

從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶對(duì)無(wú)功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。1、無(wú)功功率負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功功率損耗（1）無(wú)功功率負(fù)荷無(wú)功功率負(fù)荷是以滯后功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備（主要是異步電動(dòng)機(jī)）所吸收的無(wú)功功率。一般綜合負(fù)荷的功率因數(shù)為0.6-0.9。一、無(wú)功負(fù)荷及負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性第二節(jié)

電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制綜合負(fù)荷中的白熾燈、電熱器、變壓器的勵(lì)磁和并聯(lián)電容器，在一定的電壓范圍內(nèi)阻抗是恒定的，所吸收的功率和電壓的平方成正比。總的來(lái)說(shuō)，電壓愈低，他們?nèi)∮玫墓β视?。感?yīng)電動(dòng)機(jī)電壓降低，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)速降低，吸收的有功功率隨電壓的降低而減少。一、無(wú)功負(fù)荷及負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性轉(zhuǎn)差率:s=×100%n0－nn0轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速:n=(1－s)n0

起動(dòng)時(shí)n=0，s=1

理想空載時(shí)n=n0，s=0

正常運(yùn)行時(shí)0＜n＜n0，1＞s＞0

額定運(yùn)行時(shí)sN=0.01~0.09異步電機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)

狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)理想空載狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率n＜0s＞1n=0s=10＜n＜n0

1＞s＞0n=n0s=0n＞n0s＜0電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差對(duì)同步轉(zhuǎn)速之比轉(zhuǎn)差率越大，效率越低2、電力系統(tǒng)的無(wú)功損耗

變壓器中的無(wú)功功率損耗分兩部分，即勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗中損耗。其中勵(lì)磁支路損耗的百分值基本上等于空載電流的百分值，約為1％一2％；繞組漏抗中損耗,在變壓器滿載時(shí)，基本上等于短路電壓UK的百分值，約為10％。一、無(wú)功負(fù)荷及負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性電力線路的無(wú)功損耗也分兩部分，即并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗中的無(wú)功功率損耗。并聯(lián)電納中的無(wú)功損耗又稱充電損耗，與電力線路電壓的平方成正比，呈容性。串聯(lián)電抗中的無(wú)功功率與負(fù)荷電流的平方成正比，呈感性。對(duì)線路不長(zhǎng)，長(zhǎng)度不超過(guò)100Km，電壓等級(jí)為220Kv電力線路，線路將消耗感性無(wú)功功率；對(duì)線路較長(zhǎng)，其長(zhǎng)度為300Km左右時(shí)，對(duì)220Kv電力線路，線路基本上既不消耗感性無(wú)功功率也不消耗容性無(wú)功功率，呈電阻性；線路大于300Km時(shí)，線路為電容性的。一、無(wú)功負(fù)荷及負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性負(fù)荷所取用的有功功率和無(wú)功功率，與頻率和電壓的變化有關(guān)。在某一固定負(fù)荷組成下，負(fù)荷的總有功功率和無(wú)功功率與電壓之間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系—負(fù)荷靜態(tài)電壓特性。一、無(wú)功負(fù)荷及負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性二、同步發(fā)電機(jī)和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的功率特性電力系統(tǒng)的無(wú)功功率電源包括同步發(fā)電機(jī)、同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器和靜止補(bǔ)償器等。1、同步發(fā)電機(jī)和同步調(diào)相機(jī)發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可發(fā)出無(wú)功功率：

發(fā)電機(jī)的P-Q極限

當(dāng)系統(tǒng)中無(wú)功電源不足，而有功備用容量又較充足時(shí)，可利用靠近負(fù)荷中心的發(fā)電機(jī)降低功率因數(shù)運(yùn)行，多發(fā)無(wú)功功率以提高電力系統(tǒng)的電壓水平。但是發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)不應(yīng)越出P-Q極限曲線的范圍。2、同期調(diào)相機(jī)

調(diào)相機(jī)實(shí)際上就是只能發(fā)無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)。它在過(guò)激運(yùn)行時(shí)向電力系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率，欠激運(yùn)行時(shí)從電力系統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率。欠激運(yùn)行時(shí)的容量約為過(guò)激運(yùn)行時(shí)容量的50%-60%：這些也就是作為無(wú)功功率電源的調(diào)相機(jī)的運(yùn)行極限。3、并聯(lián)電容器及靜止補(bǔ)償器靜電電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它供給的無(wú)功功率值與所在節(jié)點(diǎn)電壓的平方成正比，即：缺點(diǎn)：電容器的無(wú)功功率調(diào)節(jié)性能比較差。優(yōu)點(diǎn)：靜電電容器的裝設(shè)容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安裝。且電容器每單位容量的投資費(fèi)用較小，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小，維護(hù)也較方便。2、無(wú)功功率的平衡

電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無(wú)功電源可以發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無(wú)功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗。

>0表示系統(tǒng)中無(wú)功功率可以平衡且有適量的備用；

<0表示系統(tǒng)中無(wú)功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置。如果發(fā)電機(jī)的額定無(wú)功容量小于，而且一定要讓發(fā)電機(jī)在額定電壓下供給綜合負(fù)荷所需的無(wú)功功率，則發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流勢(shì)必要超出它的額定值，使勵(lì)磁繞組過(guò)載，這是不允許的。結(jié)果只得降低對(duì)綜合負(fù)荷供電的電壓，使得綜合負(fù)荷按照它的靜態(tài)電壓特性減少所需要的無(wú)功功率，直到等于發(fā)電機(jī)能發(fā)出的無(wú)功功率為止，即在較低的電壓下滿足發(fā)電機(jī)與綜合負(fù)荷之間的無(wú)功功率平衡。所以系統(tǒng)在額定電壓下的無(wú)功功率平衡是保證電壓質(zhì)量的先決條件。第二節(jié)

電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓的目的是采取各種措施，使用戶處的電壓偏移保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。但由于電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負(fù)荷較多，如對(duì)每個(gè)用電設(shè)備電壓都進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整，不僅不經(jīng)濟(jì)而且無(wú)必要。因此，電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視和調(diào)整可通過(guò)監(jiān)視、調(diào)整電壓中樞點(diǎn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。電壓中樞點(diǎn)是指某些可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線。因?yàn)楹芏嘭?fù)荷都由這些中樞點(diǎn)供電，如能控制住這些電的電壓偏移，也就控制住了系統(tǒng)中大部分負(fù)荷的電壓偏移。四、電壓調(diào)整和控制第二節(jié)

電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制①順調(diào)壓在大負(fù)荷時(shí)升高電壓，小負(fù)荷時(shí)降低電壓的調(diào)壓方式最大負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓不應(yīng)低于線路額定電壓的102.5%；最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓不應(yīng)高于線路額定電壓的107.5%。供電線路較長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)往往要求采用這種調(diào)壓方式。中樞點(diǎn)電壓的調(diào)整方式②逆調(diào)壓最大負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓要比線路額定電壓高5%；最小負(fù)荷運(yùn)行方式時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓要等于線路額定電壓。對(duì)于某些供電距離較近，或者負(fù)荷變動(dòng)不大的變電所，可以采用這種調(diào)壓方式。③恒調(diào)壓最大和最小負(fù)荷方式時(shí)保持中樞點(diǎn)電壓為線路額定電壓的1.02～1.05倍。第二節(jié)

電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制電壓調(diào)整的基本原理?yè)碛休^充足的無(wú)功功率電源是保證電纜系統(tǒng)有較好的運(yùn)行電壓水平的必要條件，但是要使所有用戶的電壓質(zhì)量都符合要求，還必須采用各種調(diào)壓手段。

現(xiàn)以下圖為例，說(shuō)明常用的各種調(diào)壓措施所依據(jù)的基本原理：電壓調(diào)整原理圖

（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓VG；（2）改變變壓器的變比k1、k2；（3）改變功率分布P+jQ（主要是Q），使電壓損耗△V

變化；（4）改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R+jX（主要是X），改變電壓損耗

△V。電壓調(diào)整的措施：電力系統(tǒng)的幾種調(diào)壓方式①改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)壓這種調(diào)壓手段是一種不需要耗費(fèi)投資，且是最直接的調(diào)壓方法，應(yīng)首先考慮采用。發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整是借助于調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓，以改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁電流，就可以改變發(fā)電機(jī)定子端電壓。不同類型的供電網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓所起的作用是不同的。對(duì)于發(fā)電機(jī)不經(jīng)升壓直接供電的小型電力系統(tǒng)，供電線路不長(zhǎng)，線路上電壓損耗不大，借改變發(fā)電機(jī)端電壓的方法，例如實(shí)行逆調(diào)壓，就可以滿足負(fù)荷點(diǎn)要求的電壓質(zhì)量。對(duì)由發(fā)電機(jī)經(jīng)多級(jí)變壓向負(fù)荷供電的大中型電力系統(tǒng)，線路較長(zhǎng)，供電范圍大，從發(fā)電廠到最遠(yuǎn)處的負(fù)荷之間的電壓損耗和變化幅度都很大。這時(shí)，單靠發(fā)電機(jī)調(diào)壓是不能解決問(wèn)題的。發(fā)電機(jī)調(diào)壓主要是為了滿足近處地方負(fù)荷的電壓質(zhì)量要求，即發(fā)電機(jī)采用逆調(diào)壓方式。對(duì)于遠(yuǎn)處負(fù)荷電壓變動(dòng)，只能靠其它調(diào)壓方式來(lái)解決。對(duì)有若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的大型電力系統(tǒng)，利用發(fā)電機(jī)調(diào)壓，會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。首先，當(dāng)要提高發(fā)電機(jī)的電壓時(shí)，則該發(fā)電機(jī)就要多輸出無(wú)功功率，這就要求進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠的母線電壓，會(huì)引起系統(tǒng)中無(wú)功功率的重新分配，這還可能同無(wú)功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛盾。所以在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般只作為一種輔助的調(diào)壓措施。靈活交流輸電高壓直流輸電2、最優(yōu)分配所研究的內(nèi)容：運(yùn)行費(fèi)用主要體現(xiàn)在火電廠燃料成本等。有功電源的合理啟停負(fù)荷在有功功率電源間的合理分配第五章 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的調(diào)整和控制§5.3

電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配

1、重要意義：降低百分之一的能耗則是節(jié)約了一筆非?？捎^的費(fèi)用。

a

最優(yōu)組合的順序

有功功率有功電源的最優(yōu)組合最優(yōu)組合的數(shù)量最優(yōu)分配機(jī)組的最優(yōu)啟停時(shí)間

有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配：系統(tǒng)中有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電廠和發(fā)電設(shè)備間的合理分布。有功電源的最優(yōu)組合：這類問(wèn)題的研究較后一種內(nèi)容開(kāi)展得遲，具體方法有：最優(yōu)組合排序法；動(dòng)態(tài)規(guī)劃法；整數(shù)規(guī)劃法。

有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配：這一研究領(lǐng)域已有七十多年的歷史，通常使用方法有兩類：經(jīng)典法；數(shù)學(xué)規(guī)劃法。這里我們介紹最常用的經(jīng)典法，即按所謂等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，實(shí)際上就是系統(tǒng)中熱備用容量的分配。

§5.3

電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配

由于各個(gè)電廠都有其各自的特點(diǎn)，在討論各電廠的合理組合時(shí)，深入了解和把握各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)是其必要前提。1.各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)：

§5.3.1

各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合

鍋爐和汽輪機(jī)都有技術(shù)最小負(fù)荷承擔(dān)急劇變化負(fù)荷退出及再度投入運(yùn)行耗時(shí)耗能常規(guī)水電廠抽水蓄能電廠水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠主要發(fā)電廠消峰填谷承擔(dān)急劇變化負(fù)荷退出及再度投入運(yùn)行快速及時(shí)不可調(diào)可調(diào)節(jié)其功率取決于河流的天然流量日調(diào)節(jié)年調(diào)節(jié)多年調(diào)節(jié)常規(guī)水電廠發(fā)出的功率基本不變?nèi)Q于水庫(kù)調(diào)度所給定的水電廠的耗水量§5.3.1

各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合

原子能發(fā)電廠的特點(diǎn)（1）最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷10～15％。（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?！?.3.1

各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合

原則（1）充分利用水源。（2）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用。（3）盡量降低火力發(fā)電成本。

2.各類發(fā)電廠的合理組合§5.3.1

各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合

2.各類發(fā)電廠的合理組合

綜上所述，火電廠一般承擔(dān)基本不變的負(fù)荷，其中高溫高壓機(jī)組效率高，調(diào)節(jié)范圍窄，因此它優(yōu)先投入，承擔(dān)基荷。其次是中溫中壓機(jī)組，低溫低壓機(jī)組效率低，一般只在高峰期間發(fā)必要的功率。水電廠：無(wú)調(diào)節(jié)能力的水電廠優(yōu)先投入，有調(diào)節(jié)能力的水電廠在洪水季節(jié)，為防止棄水，也優(yōu)先投入；有調(diào)節(jié)能力水電廠在枯水季節(jié)則承擔(dān)峰荷？枯水期水電廠可調(diào)功率承擔(dān)高峰負(fù)荷，可使火電廠的負(fù)荷平穩(wěn)，減少開(kāi)停增加的額外消耗，并且水電廠調(diào)節(jié)快。

§5.3.1

各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合

圖5-1各類發(fā)電廠組合順序示意圖（a）枯水季節(jié)（b）豐水季節(jié)1、基本概念使燃料消耗最少。用煤噸數(shù)表示或money表示。

燃料消耗成本有功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)耗量特性反映發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線。耗量特性

鍋爐的輸入是燃料（t標(biāo)準(zhǔn)煤/h），

輸出是蒸汽（t/h）；

汽輪發(fā)電機(jī)組的輸入是蒸汽（t/h），輸出是電功率（MW）；

水電廠輸入是水（m3/h）。

§5.3.2有功功率負(fù)荷最優(yōu)分配

耗量特性曲線上某點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)之比，即輸入與輸出之比。耗量特