電力系統(tǒng)分析：第十四章 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

第十四章電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行2023/10/302023/10/30電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求安全可靠?jī)?yōu)質(zhì)電能經(jīng)濟(jì)環(huán)保本章內(nèi)容：在保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠和電能質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，努力提高電能生產(chǎn)和輸送的效率，盡量降低供電的燃料消耗或供電成本。電廠電網(wǎng)電力網(wǎng)中的能量損耗火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配水、火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配無功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配2023/10/30本章內(nèi)容電力網(wǎng)中的能量損耗2023/10/305衡量供電企業(yè)管理水平的一項(xiàng)重要的綜合性的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)電力網(wǎng)的損耗電量供電量網(wǎng)損率100%供電量：發(fā)電量-廠用電損耗電量：送電、變電、配電網(wǎng)損率（線損率）6串聯(lián)支路：與I2成正比,如變壓器繞組和線路導(dǎo)線中的損耗并聯(lián)支路：與U2成正比,如變壓器鐵芯損耗、電纜和電容器絕緣介質(zhì)中的損耗電網(wǎng)元件的能量損耗7規(guī)劃階段：最大負(fù)荷損耗時(shí)間法運(yùn)行階段：等值功率法線路中能量損耗的計(jì)算方法8最大負(fù)荷損耗時(shí)間法最大負(fù)荷損耗時(shí)間：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負(fù)荷功率Smax，在τ小時(shí)內(nèi)的能量損耗恰等于線路全年的實(shí)際電能損耗，則稱τ為最大負(fù)荷損耗時(shí)間?？梢哉J(rèn)為對(duì)給給定的功率因數(shù)，τ和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax有一定關(guān)系。9等值功率法電流，有功功率，無功功率的有效值等效值是一種均方根值。10提高用戶的功率因數(shù)改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布合理地確定電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造降低網(wǎng)損的技術(shù)措施11線損線損降低率裝設(shè)并聯(lián)無功補(bǔ)償設(shè)備避免用電設(shè)備在低功率因數(shù)下運(yùn)行措施1：提高用戶的功率因數(shù)12在環(huán)網(wǎng)中引入環(huán)路電勢(shì)進(jìn)行潮流控制，或考慮開環(huán)運(yùn)行（自然分布-經(jīng)濟(jì)分布）。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)：通過確定分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的斷開、閉合狀態(tài)來優(yōu)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行。措施2：改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布13適當(dāng)提高運(yùn)行電壓可以降低網(wǎng)損：變壓器的鐵損在網(wǎng)絡(luò)總損耗所占比重小的電網(wǎng)——高壓電網(wǎng)適當(dāng)降低運(yùn)行電壓可以降低網(wǎng)損：變壓器的鐵損在網(wǎng)絡(luò)總損耗所占比重大的電網(wǎng)——中壓農(nóng)網(wǎng)措施3：調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行電壓水平14并列運(yùn)行的變壓器鐵芯損耗（并聯(lián)支路）與臺(tái)數(shù)成正比，繞組損耗（串聯(lián)支路）則與臺(tái)數(shù)成反比負(fù)荷越小越宜減少變壓器運(yùn)行臺(tái)數(shù)措施4：組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行15令

可得

臨界功率16對(duì)季節(jié)性變化的負(fù)荷，使變壓器投入臺(tái)數(shù)符合損耗最小的原則是可行的。對(duì)24h內(nèi)多次大幅度變化的負(fù)荷，則不宜完全按照經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。當(dāng)變電所僅有兩臺(tái)變壓器且需要切除一臺(tái)時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的措施以保證供電的可靠性。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的原則17增設(shè)電源點(diǎn)提升線路電壓等級(jí)增大導(dǎo)線截面減少變電層次調(diào)整用戶的負(fù)荷曲線，減小高峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷的差值（需求側(cè)管理）措施5：電網(wǎng)技術(shù)改造火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配2023/10/3019耗量特性曲線：反映發(fā)電設(shè)備（或其組合）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汽輪機(jī)燃料t標(biāo)準(zhǔn)煤/h蒸汽t/h電功率MW(MWh/h)20耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率稱為該點(diǎn)的耗量微增率λ

發(fā)電效率η=P/F（同樣多的燃料能發(fā)出多少電？）

λ=dF/dP

效率曲線和微增率曲線微增率越大，增加發(fā)電機(jī)出力越難發(fā)電機(jī)輕載時(shí)增加出力容易，重載時(shí)增加出力難21目標(biāo)：總的燃料消耗為最小minF=F1(PG1)+F2(PG2)約束條件：PG1+PG2-PLD=0

PG1

PG2

PLD

G2

G1

dF1/dPG1

=dF2/dPG2

兩臺(tái)機(jī)組間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配22目標(biāo)：總的燃料消耗為最小minF=ΣFi(PGi)約束條件：ΣPGi

-PLD=0

多個(gè)發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配23拉格朗日乘數(shù)法極值點(diǎn)滿足i=1,2,…,n

等微增率準(zhǔn)則：負(fù)荷在機(jī)組間分配時(shí)，如它們的燃料消耗微增率相等，則總的燃料消耗量將是最小的。24例14-3三個(gè)火電廠并聯(lián)運(yùn)行，各電廠的燃料消耗特性及功率約束條件如下：當(dāng)總負(fù)荷為700MW和400MW時(shí)，試分別確定發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟(jì)分配25解：按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性得到等微增率時(shí)的電廠出力關(guān)系PG1=14.29+0.572PG2=0.643PG3,PG3=22.22+0.889PG226續(xù)解：總負(fù)荷為700MW時(shí)PG1+PG2+PG3=70014.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=700PG2=270MW,越限，取PG2=250MW,剩余的負(fù)荷功率450MW再由電廠1和3進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配得到PG3=274MW，PG1=176MW27續(xù)解：總負(fù)荷為400MW時(shí)PG1+PG2+PG3=40014.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=400PG2=147.7MWPG1=98.77MW,越限，取PG1=100MW,剩余的負(fù)荷功率300MW再由電廠2和3進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配得到PG3=153MW,PG2=147MW28計(jì)及網(wǎng)損的有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配優(yōu)化模型變?yōu)闈M足拉格朗日函數(shù)變?yōu)闃O值條件變?yōu)榛蚪?jīng)過網(wǎng)損修正的等微增率準(zhǔn)則水、火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配（動(dòng)態(tài)規(guī)劃，不講）2023/10