電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整

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第五章電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整

主要內(nèi)容提醒

本章主要探討電力系統(tǒng)中有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分派和頻率調(diào)整?！?-1電力系統(tǒng)中有功功率的平衡

一、電力系統(tǒng)負(fù)荷變化曲線

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，負(fù)荷作功需要一定的有功功率，同時，傳輸這些功率也要在網(wǎng)絡(luò)中造成有功功率損耗。因此，電源發(fā)出的有功功率必需滿足以下平衡式：

?PGi??PLi??P?

第一種負(fù)荷其次種負(fù)荷P式中?PGi—所有電源發(fā)出的有功功率；

第三種負(fù)荷?PLi—所有負(fù)荷需要的有功功率；?P?—網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗。

t

圖5-1有功功率負(fù)荷的變動可見，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率比負(fù)荷功率大的多才

行。當(dāng)系統(tǒng)中負(fù)荷增大時，網(wǎng)絡(luò)損耗也將增大，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率也要增加。在實(shí)際電力系統(tǒng)中，負(fù)荷隨時在變化，所以必需靠調(diào)理電源側(cè)，使發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率隨負(fù)荷功率的變化而變化。

負(fù)荷曲線的形狀往往是無一定規(guī)律可循，但可將這種無規(guī)則的曲線看成是幾種有規(guī)律的曲線的迭加。如圖5-1所示，將一種負(fù)荷曲線分解成三種曲線負(fù)荷。

第一種負(fù)荷曲線的變化，頻率很快，周期很短，變化幅度很小。這是由于想象不到的小負(fù)荷經(jīng)常性變化引起的。

其次種負(fù)荷曲線的變化，頻率較慢，周期較長，幅度較大。這是由于一些沖擊性、間歇性負(fù)荷的變動引起的，如大工廠中大電機(jī)、電爐、電氣機(jī)車等一開一停。

第三種負(fù)荷曲線的變化，十分緩慢，幅度很大。這是由于生產(chǎn)、生活、氣象等引起的。這種負(fù)荷是可以預(yù)計的。

對于第一種負(fù)荷變化引起的頻率偏移進(jìn)行調(diào)整，稱為頻率的“一次調(diào)整〞。調(diào)理方法一般是調(diào)理發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器系統(tǒng)。對于其次種負(fù)荷變化引起的頻率偏移進(jìn)行調(diào)整，稱為頻率的“二次調(diào)整〞，調(diào)理方法是調(diào)理發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器系統(tǒng)。對于第三種負(fù)荷的變化，尋常是根據(jù)預(yù)計的負(fù)荷曲線，依照一定的優(yōu)化分派原則，在各發(fā)電廠間、發(fā)電機(jī)間實(shí)現(xiàn)功率的經(jīng)濟(jì)分派，稱為有功功率負(fù)荷的優(yōu)化分派。

二、發(fā)電廠的備用容量

電力系統(tǒng)中的有功功率電源是發(fā)電廠中的發(fā)電機(jī)，而系統(tǒng)中裝機(jī)容量總是大于發(fā)電容

量，即要有一定的備用容量。系統(tǒng)的備用容量包括：負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)備用?？倐溆萌萘空甲畲蟀l(fā)電負(fù)荷的（15~20）%。然而系統(tǒng)中裝機(jī)容量的確定，不僅考慮到最大發(fā)電負(fù)荷，而且還考慮到適當(dāng)?shù)膫溆萌萘俊＜礊椋?/p>

?最大發(fā)電負(fù)荷???裝機(jī)容量??備用容量???PM?PLmax??P?max?負(fù)荷備用??事故備用??檢修備用?國民經(jīng)濟(jì)備用??2~5?%?5~10?%?4~5?%?3~5?%

§5-2電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分派

電力系統(tǒng)中有功功率合理分派的目標(biāo)是：在滿足一定負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使電能在生產(chǎn)的過程中消耗的能源最少。而系統(tǒng)中各類發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)特性并不一致，所以就存在著有功功率在各個電廠間的經(jīng)濟(jì)分派問題。

⒈發(fā)電機(jī)的耗量特性

發(fā)電機(jī)的耗量特性反映發(fā)電機(jī)單位時間內(nèi)消耗的能源與發(fā)出有功功率的關(guān)系。如圖5-2所示，圖中縱坐標(biāo)表示單位時間內(nèi)消耗的燃料F（標(biāo)準(zhǔn)煤），單位為“t/h〞，或表示單位時間內(nèi)消耗的水量W，單位為“m/s〞；橫坐標(biāo)表示發(fā)電功率PG，單位為“kW〞或“MW〞。

耗量特性曲線上某一點(diǎn)縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值稱為比耗量。如i點(diǎn)的比耗量：

?i?FiPGi3

或?i?WiPGi

F評價發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)特性，往往用到耗量特性曲線上某一點(diǎn)縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的增量比，我們稱之為耗量微增率，以?表示。?表示單位時間內(nèi)輸入能量增量與輸出功率增量的比值。如i點(diǎn)的耗量微增率：

?i??Fi?PGi?dFidPGiFii△Fi△PGi

PGi圖5-2耗量特性

PG

⒉目標(biāo)函數(shù)和約束條件

火力發(fā)電廠的能量消耗主要與發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率PG有關(guān)，而與輸出的無功功率QG及電壓UG關(guān)系較小，因此對于n機(jī)系統(tǒng)，單位時間內(nèi)消耗燃料的目標(biāo)函數(shù)為

C?C?PG1PG2??PGn??F1?PG1??F2?PG2?????Fn?PGn?

約束條件為

ni?1ni?1等約束條件：?PGi??PLi?0（略網(wǎng)損）

不等約束條件：PGimin≤PGi≤PGimax、QGimin≤QGi≤QGimax、UGimin≤UGi≤UGimax⒊拉格朗日函數(shù)

建立一個新的不受約束的目標(biāo)函數(shù)—拉格朗日函數(shù)：

C??C?PG1PG2??PGn???f?PG1PG2??PGn???F1?PG1??F2?PG2???Fn?PGn????PG1?PG2????PGn?PL1?PL2???PLn

各變量對函數(shù)求偏導(dǎo)，然后令偏導(dǎo)等于零，求其最小值。

?C??PG1?0

?C??PG2?0???C??PGn?0

?C????0

解得：

dF1?PG1?dPG1?dF2?PG2?dPG2????Fn?PGndPGn???

即：?1??2?????n??

此式為有功功率負(fù)荷最優(yōu)分派的等耗量微增率準(zhǔn)則，滿足這個條件的解

?PG1PG2??PGn?為最優(yōu)分派方案。

某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為：F1=3+0.3PG1+0.002PG12(t/h)

F2=5+0.3PG2+0.003PG2(t/h)

兩臺發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW,而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承受負(fù)荷150MW,試求負(fù)荷在兩臺發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分派方案。

解兩臺發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為

?1??2?dF1dPG1dF2dPG2?0.3?2?0.002PG1?0.3?0.004PG12

?0.3?2?0.003PG2?0.3?0.006PG2按等耗量微增率準(zhǔn)則?1??2分派負(fù)荷，有：0.3?0.004PG1?0.3?0.006PG2???1?而等約束條件為：PG1?PG2?150???2?聯(lián)立式?1?、?2?，求解PG1、PG2：把PG2?150?PG1代入?1?式有：

0.3?0.004PG1?0.3?0.006?150?PG1?0.004PG1?0.9?0.006PG10.01PG1?0.9

于是解得：PG1?90（MW）PG2?60（MW）

此分派方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件﹙30＜90＜100、30＜60＜100﹚，因此，可做為最優(yōu)分派方案。

⒋水、火電廠之間最優(yōu)分派準(zhǔn)則

電力系統(tǒng)中有火電廠又有水電廠時，考慮到水電廠發(fā)電設(shè)備消耗的能源受到限制。例如，水電廠一晝夜間消耗的水量受約束于水庫調(diào)度。于是，約束條件（比探討火電廠間的最優(yōu)分派時）多一個。以W表示單位時間內(nèi)水電廠消耗的水量，它是所發(fā)出功率PH的函數(shù)，K表示水電廠在0至?時間段可消耗的水量。因此有約束條件：

?W?P?dt0H??K

由此式可知，水電廠在?時間段內(nèi)消耗的水量不得超過水庫的容水量。水、火電廠之間的最優(yōu)分派準(zhǔn)則為：

dF?PTdPTdF?PTdPT???dW?PHdPH???即?T???H??

其中

???T為火電廠的耗量微增率，

dW?PHdPH???H為水電廠的耗量微增率。?為拉

格朗日乘數(shù)，可看作是一個煤水換算系數(shù)。相當(dāng)于把1立方米/小時的水量通過?折算為1噸/小時的煤量。

假使系統(tǒng)中有n個電廠，其中m個火電廠，?n?m?個水電廠，則有功功率負(fù)荷最優(yōu)分派準(zhǔn)則可表示為：

dF1dPT1????dFmdPTm??dW?m?1??m?1?dPH?m?1?????dWnndPHn??

即?T1??T2????Tm??m?1?Hm?1??m?2?Hm?2?????n?Hn??

以上是不計網(wǎng)損時的負(fù)荷最優(yōu)分派。假使網(wǎng)絡(luò)線路較長，負(fù)荷很重，則網(wǎng)損較大，忽略網(wǎng)損就會產(chǎn)生分派上的誤差。考慮網(wǎng)損后等約束條件為：

ni?1ni?1?PGi??PLi??P??0

等耗量微增率準(zhǔn)則：

dFidPTi?1??dWjj?1???P?/?PTi?dPHj?1?1???P?/?PHj???

應(yīng)用前面類似的方法求其滿足等耗量微增率準(zhǔn)則的函數(shù)最小值，即得最優(yōu)分派方案。

§5-3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整

通過調(diào)理發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器系統(tǒng)可進(jìn)行頻率的一次調(diào)整。負(fù)荷與電源的有功功率靜態(tài)頻率特性如圖5-3所示，設(shè)在O點(diǎn)運(yùn)行時負(fù)荷突然增加?PL0，發(fā)電機(jī)組將因調(diào)速器的一次調(diào)整作用增發(fā)功率?PG，負(fù)荷將因它本身的調(diào)理效應(yīng)面減小功率?PL，系統(tǒng)的頻率偏差為

?f。此時有

發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理功率：

P

KG??PG/?f??tg?

負(fù)荷的單位調(diào)理功率：

KL??PL/?f?tg?

Pˊ0PˊLPGOˊB△PGP0BˊOAˊ△fαβ←→f0ˊf0圖5-3頻率的一次調(diào)整

A△PL△PL0PL系統(tǒng)的單位調(diào)理功率等于發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理功率與負(fù)荷的單位調(diào)理功率之和

KS?KG?KL??PG??PL?f??PL0?f

0f

所以?f??PL0KS

可見一次調(diào)頻只能做到有差調(diào)理，在運(yùn)行中為減小?f，希望KS大些，但負(fù)荷特性一定時KL為常值，只有KG大些，系統(tǒng)中多數(shù)發(fā)電機(jī)均能進(jìn)行一次調(diào)頻，假使有n臺機(jī)都能一次調(diào)頻，KnG?KG1?KG2????KGn，若某些機(jī)組已達(dá)到滿發(fā)，則不能參與調(diào)頻，只有m臺能調(diào)，所以KmG＜KnG，因此總的發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理功率也不能提的很高。

發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理功率與調(diào)差系數(shù)?%有互為倒數(shù)關(guān)系：

KG??1?%?100

所以往往用調(diào)差系數(shù)?%來描述一次調(diào)頻時發(fā)電機(jī)組的頻率特性。調(diào)差系數(shù)?%與之對應(yīng)的發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)理功率是可以整定的。一般整定為如下數(shù)值：

汽輪發(fā)電機(jī)組：?%=3~5KG??33.3~20水輪發(fā)電機(jī)組：?%=2~4KG??50~25

當(dāng)一次調(diào)頻不能使之?f在允許的頻率波動范圍（?f≤?0.2~0.5Hz）之內(nèi)時，則要靠二次調(diào)頻，將?f將縮小在允許值之間。

二、頻率的二次調(diào)整

通過調(diào)理發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器系統(tǒng)可進(jìn)行頻率的二次調(diào)整，增加發(fā)電機(jī)組發(fā)出的功率

?PG0，如圖5-4所示，由圖可見：

?PL0?OA=OC+CB+BA

OC??PG0表示由于二次調(diào)整作用使發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率；CB=C??B???KG?f??表示由于調(diào)速器的調(diào)整作用而增大的發(fā)電機(jī)功率；

BA=B??A???KL?f??表示因負(fù)荷本身的調(diào)理效應(yīng)而減小的負(fù)荷功率。

這里分析頻率偏差為不失一般性，將?f??仍以?f表示，因此

?PL0??PG0?KG?f?KL?f

PAP0〞Pˊ0O〞OˊBCPˊL△PL0PLC〞△PG0P0BˊAˊOB〞A〞△f〞△fˊf0ˊf0〞f0

圖5-4頻率的二次調(diào)整

f

PGPG從而有?f?KG?KL???PL0??PG0頻率偏移控制在?f??PL0??PG0KG?KL?PL0??PG0KS?≤?0.2Hz

頻率的二次調(diào)整不是所有發(fā)電機(jī)組都要進(jìn)行的，只能是很少的發(fā)電廠做為專門的調(diào)頻

廠，即二次調(diào)頻是在調(diào)頻廠進(jìn)行的。調(diào)頻廠的選擇原則：①具有足夠的調(diào)整容量；②具有

較快的調(diào)整速度；③調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能好。

三、互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整

假使調(diào)頻廠不位于負(fù)荷的中心，則應(yīng)避免調(diào)頻廠與系統(tǒng)其它部分聯(lián)系的聯(lián)絡(luò)線上的流通功率超出允許值，然而必需在調(diào)整系統(tǒng)頻率的同時控制聯(lián)絡(luò)線上的流通功率。如圖5-5所示A、B兩系統(tǒng)相互聯(lián)絡(luò)，圖中KA、KB分別為聯(lián)合前A、B兩系統(tǒng)的單位調(diào)理功率。設(shè)A、B兩系統(tǒng)均有進(jìn)行二次調(diào)整的電廠，它們的功率變化量分別為?PGA、?PGB；A、B兩系統(tǒng)的負(fù)荷變化量?PLA、?PLB。于是，在聯(lián)合前：

對A系統(tǒng)有?PLA??PGA?KA?fA（5-1）對B系統(tǒng)有?PLB??PGB?KB?fB（5-2）

A

KA△PGA△PLA△PabKB△PGBB△PLB圖5-5兩個系統(tǒng)聯(lián)合在聯(lián)合后，全系統(tǒng)的頻率變化量將一致，即有?fA??fB??f。通過聯(lián)絡(luò)線由A向B輸送的交換功率為?Pab，對A系統(tǒng)，可把這個交換功率看作是一個負(fù)荷功率，對B系統(tǒng)，可把這個交換功率看作是一個電源功率，從而有

?PLA??Pab??PGA?KA?f（5-3）?PLB??Pab??PGB?KB?f（5-4）

將以上兩式相加，整理得

?f???PLA??PGA????PLB??PGBKA?KB?（5-5）

令?PLA??PGA??PA，?PLB??PGB??PB，?PA、?PB分別為A、B兩系統(tǒng)的功率缺額，于是

?f??PA??PBKA?KB（5-6）

以此代入式（5-3）或式（5-4），可得：

?Pab?KA?PB?KB?PAKA?KB（5-7）

由上可知，互聯(lián)系統(tǒng)頻率的變化取決于這個系統(tǒng)總的功率缺額和總的系統(tǒng)單位調(diào)理功

率。聯(lián)絡(luò)線上的交換功率取決于兩個系統(tǒng)的單位調(diào)理功率、二次調(diào)整的能力及負(fù)荷變化的狀況。當(dāng)交換功率超過線路允許的范圍時，即使互聯(lián)系統(tǒng)具有足夠的二次調(diào)整能力，由于受聯(lián)絡(luò)線交換功率的限制，系統(tǒng)頻率也不能保持不變。

本章基本要求

⒈把握電力系統(tǒng)負(fù)荷三種變動曲線的一般規(guī)律及其同一、二、三次調(diào)頻的對應(yīng)關(guān)系。⒉把握電力系統(tǒng)有功功率電源各種備用容量的概念。

⒊了解各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合在電力系統(tǒng)有功功率最優(yōu)分派中的意義，能正確安排電力系統(tǒng)中各類發(fā)電廠的合理組合順序。

⒋理解發(fā)電機(jī)組的耗量特性、比耗量和耗量微增率等概念。

⒌理解并把握電力系統(tǒng)最優(yōu)分派有功功率負(fù)荷的等耗量微增率準(zhǔn)則，能夠熟練計算在不計網(wǎng)損條件下有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分派方案。把握發(fā)電廠之間的有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分派原則和計算方法。

⒍了解頻率調(diào)整對電力系統(tǒng)的意義和發(fā)電機(jī)自動調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。

⒎把握發(fā)電機(jī)組（有功電源）的靜態(tài)頻率特性，能定性分析頻率的“一次調(diào)整〞和“二次調(diào)整〞。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷功率增大時，調(diào)速器、調(diào)頻器隨之動作時，從靜態(tài)頻率特性曲線上分析其工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)移趨勢。

⒏把握發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理率和調(diào)差系數(shù)，負(fù)荷的單位調(diào)理功率等基本概念，能熟練進(jìn)行互聯(lián)系統(tǒng)的調(diào)頻計算。負(fù)荷的單位調(diào)理功率標(biāo)么值一律是以負(fù)荷的實(shí)際容量為基準(zhǔn)給定的，而發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理功率一般是以其額定容量為基準(zhǔn)給定的，在調(diào)頻計算中應(yīng)特別注意。

⒐把握調(diào)頻電廠的選擇原則。

習(xí)題五

5－1兩臺火力發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行，額定容量均為100MW，耗量特性分別為：F1=1+0.2PG1+0.001PG12(t/h)F2=2+0.1PG2+0.002PG22(t/h)當(dāng)負(fù)荷為160MW時，試求：

⑴平均分派負(fù)荷時每小時耗煤多少噸？

⑵最優(yōu)分派負(fù)荷時每小時耗煤多少噸？

5－2某火電廠裝設(shè)兩套發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為：F1=2+0.2PG1+0.001PG12(t/h)

F2=4+0.2PG2+0.002PG2(t/h)

兩臺發(fā)電機(jī)的額定容量均為200MW，而最小有功功率為PG1min=PG2min=50MW。若該電廠承受負(fù)荷為300MW，試求負(fù)荷的最優(yōu)分派方案。

5－3已知系統(tǒng)中有兩臺發(fā)電機(jī)組，它們的燃料消耗特性為：F1=a1+b1PG1+c1PG12(t/h)

2

F2=a2+bPG2+c2PG2(t/h)

其中b1=2元/(MWh)，b2=2.5元/(MWh)，c1=0.01元/(MW2h)，c2=0.005元/(MW2h)。兩臺機(jī)組的最小負(fù)荷都是20MW，最大負(fù)荷都是125MW。假使系統(tǒng)有功負(fù)荷PL為150MW，求兩臺機(jī)組所分派的負(fù)荷PG1、PG2。

5－4設(shè)有三個火電廠并列運(yùn)行，各電廠的耗量特性及有功功率的約束條件如下：F1=4+0.3PG1+0.0007PG12(t/h)100MW≤PG1≤200MW

F2=3+0.32PG2+0.0004PG2(t/h)120MW≤PG2≤250MW

2

F3=3.5+0.3PG3+0.00045PG3(t/h)150MW≤PG3≤300MW當(dāng)總負(fù)荷為700MW，試確定發(fā)電廠間的最優(yōu)分派方案。

5－5寫出如圖5-5所述系統(tǒng)在不計網(wǎng)損，不考慮不等約束的條件時，有功功率最優(yōu)分派的目標(biāo)函數(shù)、拉格朗日函數(shù)，并推導(dǎo)出有功功率最優(yōu)分派時的準(zhǔn)則。（A、B均為火電廠，PL為負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷）～A2

22

～PL

習(xí)題5-5圖

B?！?PG1PL

習(xí)題5-6圖

＃2～PG2

5－6如圖5-6所示，有兩臺容量均為100MW，耗量特性分別為：F1=1+0.2PG1+0.002PG1(t/h)

F2=3+0.1PG2+0.002PG22(t/h)

兩臺發(fā)電機(jī)，同時供一個負(fù)荷PL,試求：

2

⑴當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為65MW，按1號機(jī)發(fā)20MW，2號機(jī)發(fā)45MW分派負(fù)荷時，是不是最優(yōu)分派方案？

⑵當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為160MW時，此二發(fā)電機(jī)間的最優(yōu)分派方案是多少？5－7三臺發(fā)電機(jī)組共同承受負(fù)荷，它們的耗量微增率分別為：

dF1dFG1dF2dFG2dF3dFG3?0.15PG1?10元/(MWh)100＜PG1＜200MW

?0.10PG2?10元/(MWh)100＜PG2300MW

?0.05PG3?10元/(MWh)200＜PG3＜500MW

試求：⑴負(fù)荷為750MW時，每臺發(fā)電機(jī)組所承受的負(fù)荷；

⑵負(fù)荷在400MW至1000MW范圍內(nèi)的耗量微增率與負(fù)荷功率的關(guān)系曲線

??f(PL)。

5－8兩個發(fā)電機(jī)組一個系統(tǒng),G1：

?1?8.0?0.012PG1元/（MWh）G2：?2?7.0?0.018PG2元/（MWh)

G1：100MW≤PG1≤650MWG2：50MW≤PG2≤500MW試求：(1)當(dāng)PG1+PG2=PL=600MW時，最正確操作系統(tǒng)的λ、PG1與PG2；

(2)假使PL增加1MW（成為601MW）時，額外成本（元/h）。5－9某火電廠有兩臺發(fā)電機(jī)組，它們的耗量特性如下：

F1=5+0.1PG1+0.006PG1(t/h)

F2=6+0.2PG2+0.01PG22(t/h)

每臺機(jī)組最大、最小出力為：100MW≥PG2≥50MW,200MW≥PG1≥10MW,當(dāng)調(diào)度分派給該廠的發(fā)電任務(wù)為250MW時，試求機(jī)組間有功功率負(fù)荷分派的合理方案。若發(fā)電任務(wù)增至252MW時，全廠耗量增加多少？

5－10假設(shè)三個發(fā)電機(jī)組的燃料—成本曲線如下：

f1(PG1)=300+8.0PG1+0.0015PG1f2(PG2)=450+8.0PG2+0.0005PG22

f3(PG3)=700+7.5PG3+0.0010PG33

忽略線路損失與發(fā)電機(jī)極限，當(dāng)總負(fù)荷PL為500MW時，試求最正確調(diào)度與總成本（元/h）。

5－11已知系統(tǒng)中有兩臺發(fā)電機(jī)組（一水、一火），它們的耗量特性為：

F?a1?b1PG1?c1PG1(t/h)W?a2?b2PG2?c2PG2(m/h)

222

2

3

其中a1a2b1b2c1c2均為常數(shù)，假使水電廠的耗水量微增率與火電廠燃料微增率的折換系數(shù)?已求出，且能滿足給定的日用水量要求，設(shè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷為PL，試求兩臺機(jī)組的最優(yōu)分派負(fù)荷PG1、PG2。

5－12已知電力系統(tǒng)只有一個火電廠、

1000一個水電廠?；?、水電廠的耗量特性分別為：

F=3+0.3PG+0.0015PG2(t/h)W=5+PGH+0.002PGH(m/s)

水電廠日用水量恒定為K=1.5×107m3,系

2

3

P（MW）P=f(t)6000818習(xí)題5-12圖

24t（h）

統(tǒng)的日負(fù)荷曲線如圖5-12所示?；痣姀S容量為900MW，水電廠容量為400MW。求在給

定的用水量下，水、火電廠間的有功功率經(jīng)濟(jì)分派方案。

5－13兩臺容量為60MW的發(fā)電機(jī)共同承受負(fù)荷，它們的調(diào)差系數(shù)分別為4%、3%，若空載時并聯(lián)運(yùn)行，其頻率f0為50Hz，試求：

⑴總負(fù)荷為100MW時，這兩臺發(fā)電機(jī)組發(fā)出的功率；

⑵為使總負(fù)荷為100MW時，兩臺機(jī)組能平均分擔(dān)負(fù)荷，它們的轉(zhuǎn)速應(yīng)分別增減多少？

5－14三個電力系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行如圖5-14所示。已知它們的單位調(diào)理功率為：KA=200MW/Hz，KB=80MW/Hz，KC=100MW/Hz，當(dāng)系統(tǒng)B增加200MW負(fù)荷時，三個系統(tǒng)都參與一次調(diào)頻，并且C系統(tǒng)部分機(jī)組參與二次調(diào)頻增發(fā)70MW功率。求聯(lián)合電力系統(tǒng)的頻率偏移Δf。

5－15A、B兩系統(tǒng)并列運(yùn)行，A系統(tǒng)負(fù)荷增大500MW時，B系統(tǒng)向A系統(tǒng)輸送的交換功率為300MW，如這時將聯(lián)絡(luò)線切除，切除后A系統(tǒng)的頻率為49Hz，B系統(tǒng)的頻率為50Hz，試求：

⑴A、B兩系統(tǒng)的系統(tǒng)單位調(diào)理功率KA、KB；

⑵A系統(tǒng)負(fù)荷增大750MW，聯(lián)合系統(tǒng)的頻率變化量。

APANNPCNC～APab習(xí)題5-16圖

～BPBNB習(xí)題5-14圖

5－16如圖5-16所示，將兩個系統(tǒng)用一條聯(lián)絡(luò)線連接起來，A系統(tǒng)的容量為2000MW，發(fā)電機(jī)的單位調(diào)理功率KGA*=30，負(fù)荷的單位調(diào)理功率KLA*=2，B系統(tǒng)的容量為1000MW，KGB*=20，KLB*=1.2。正常運(yùn)行時聯(lián)絡(luò)線上沒有交換功率，當(dāng)A系統(tǒng)負(fù)荷增加100MW，這時AB兩系統(tǒng)的機(jī)組都參與一次調(diào)頻，且A系統(tǒng)部分機(jī)組參與二次調(diào)頻，增發(fā)50MW。試計算系統(tǒng)的頻率偏移及聯(lián)絡(luò)線上的交換功率。5－17在如圖5-17所示的A、B兩機(jī)系統(tǒng)中，負(fù)荷為800MW時，頻率為50Hz，若切除50MW負(fù)荷后，系統(tǒng)的頻率和發(fā)電機(jī)組的出力為多少？

5－18某系統(tǒng)有三臺額定容量為100MW的發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行，其調(diào)差系數(shù)σ1*=0.02,σ2*=0.06,σ3*=0.05,其運(yùn)行情

問：

⑴當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加50MW時，系統(tǒng)的頻率下降多少？

⑵假使系統(tǒng)的負(fù)荷增加60MW，則系統(tǒng)的頻率下降多少？