電力系統(tǒng)有功功率和

第一節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的平衡一、有功功率負荷的變動和調(diào)整掌握P PG L

PL5－1周期也最長，這一種是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負荷變動。第三種負荷根本上可以估量。電。二、有功功率電源和備用容量備用容量——系統(tǒng)電源容量減去最大發(fā)電負荷〔包括網(wǎng)損、負荷、廠用電等。民經(jīng)濟備用等。用則指未運轉的發(fā)電設備可能發(fā)的最大功率。用。統(tǒng)正常供電所需的備用。檢修備用是使系統(tǒng)中的發(fā)電設備能定期檢修而設置的備用。打算增長而設置肯定的備用。這種備用就稱國民經(jīng)濟備用。安排以及系統(tǒng)的頻率調(diào)整問題。其次節(jié)電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)安排一、有功功率最優(yōu)安排有功功率負荷的最優(yōu)安排。通常所說謂的合理開停。設備或發(fā)電廠之間的合理安排。最常用的是按所謂等耗量微增率準則安排。二、最優(yōu)安排負荷時的目標函數(shù)和約束條件耗量特性5－2所示。出功率之比稱比耗量。F/P率。即F/PdF/dP。目標函數(shù)和約束條件in

P Lii1即F F(P

)F(P

)F(P

)i

F(P ) 1

2 G2

n

i Gii1F(Pi Gi

PGi

時單位時間內(nèi)所需消耗的能源。這里的等式約束條件也就是有功功率必需保持平衡的條件。即inPGi1inPLi1

P 0式中P

為網(wǎng)絡總損耗。從而不計網(wǎng)絡損耗時，上式可改寫為inPGii1

inP 0Lii1PGi

無功功率Q 和Gi電壓大小不得逾越的限額，即P

P PGi GmaxQ Q QGmin Gi GmaxU U Uimin i imax朗日乘數(shù)法?？山⑷缦吕窭嗜蘸瘮?shù)LLF(P1

)F(P2

)Fn

(P )(P PGn G1

PGn

P)L式中稱拉格朗日乘數(shù)。L dF(P )則由 F(P ) 1 G1

0P 1 G1 dP 1G1 G1L

dF(P )FP G2

(P ) 2 G2 G2 dP G2

0L

dF(P )FP Gn

(P ) n Gn Gn dP Gn

0所以可得 1 2 n增率在發(fā)電設備或發(fā)電廠之間安排負荷。例：兩臺容量均為100MW的發(fā)電機并列運行，耗量特性F 0.001P2F 0.002P2

0.2PG10.2P

2 噸/小時 60MWPG13 噸/小時 50MWP

200MW200MWG2 G2 G2求負荷分別為55MW、100MW、300MW、390MW時的經(jīng)濟功率安排并求在負荷為300MW時所消耗的燃料。答：1〕PG1

55MW,PG1

0MW(由不等式約束條件可知)PG1

100MW,PG1

0MW(PG1

的耗量微增率小)PG1

200MW,PG1

100MW(1

0.002PG1

0.2P G1

0.004PG2

0.2,由得)1 2PG1

200MW,PG1

190MW(1

P2 G1

260MW,PG2

130MW再由約束條件即得)消耗的燃料為126噸/小時〔F1

(200)F2

(100) 〕四、等耗量微增率原則的推廣應用在此爭論能源消耗受限制時有功功率負荷的最優(yōu)安排問題。在實踐中可理一個水力發(fā)電設備之間，并略去網(wǎng)損。水電的約束條件為ktW2k

(PH2k

)t K 0k 2L為Lk

F (P1k

)tk

ktk

P

P

(PL1k

PL2K

k

ktW2

(P

)tk

K 2K

上式中用小的時間段這和來表示積分效果，F(xiàn)1同理由

表示火電廠消耗的燃料，W2dF (P1k

0(k1,2,,t)dPT1kdW2k

(PH2k

k

0(k1,2,,t)2 dP kH2k得dF (P )1k T1k

dW (P )2k H2k

(k1,2,,t)dPT1k

2 dP kH2k考慮到水力發(fā)電廠之間最優(yōu)安排負荷的條件，嚴格說，是對某一瞬間而言電廠之間的最優(yōu)安排負荷的條件。因而，可將式中的下標“k”略去，而改寫為dF(P1 T1

) dW

(P H2

即

2dP 2 dP2T1 H2

T1 2 T2就可將等耗量微增率準則應用到火力發(fā)電廠與水力發(fā)電廠之間負荷的最優(yōu)安排。五、網(wǎng)損的修正PG

PL

PLLi

F(Pi

)(inPGiimPLii

P )Lii1 i1 i1 i1L dF(P )

PP 1 G1dP

(1 P L)0G1 G1L dF(P )

G1P i Gi P dPGi Gi

P L)0Gi得dF(P )1 G1 (

1P

dF(P )) i Gi (

1P

)dPG1 1 P LG1P

dPGi 1 P LGiL為網(wǎng)損微增率(靈敏度)PGi8：有什么差異？5－3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、調(diào)整頻率的必要性頻率在額定值50Hz上下，且偏移不超過肯定范圍。二、負荷的頻率靜特性PPLPLf f負荷的靜態(tài)頻率特性PKLfL 稱為負荷的單位調(diào)整功率，以MW/Hz為單位，負荷的單位調(diào)整功率不能整定。它的標么值為：PLPfLNfNPLPfLNfNL三、發(fā)電機的頻率特性PGPGNff ffN 0發(fā)電機組原動機的靜態(tài)頻率特性如上圖，發(fā)電機頻率特性的斜率為GK P P 0GGNG f f fN 0稱發(fā)電機的單位調(diào)整功率，以MW/Hz為單位，這個單位調(diào)整功率和機組的調(diào)差系數(shù)有互為倒數(shù)的關系。因機組的調(diào)差系數(shù)為fP

f f N 0

f f 0 NPG

0 PGN單位調(diào)整功率的標么值為：PGP f 1NK NG

f fN

K fG

P GN f f0

100%調(diào)差系數(shù)的一次調(diào)整問題主要就與這個調(diào)差系數(shù)或與之對應的發(fā)電機的單位調(diào)整功率有關。四、電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻OAOBBABOBA,而BOPG

KG

f 、BAPL

Kf、OAPL

,可得P (KLO

K )f 或PL

fK K KG L SKS

稱系統(tǒng)的單位調(diào)整功率。當發(fā)電機滿載時，負荷功率增大，則KGK 0，所以仍可以參與調(diào)頻。G一次調(diào)頻為有差調(diào)頻。五、電力系統(tǒng)二次調(diào)頻

相當于為0，但當負荷功率減小時，如上圖，類似于一次調(diào)頻可得

P PP P (K K)f ,LO GO G L

LO GOK K Kf G L 如P P ,即發(fā)電機如數(shù)增發(fā)了負荷功率的原始增量P ,則LO GO LOf0，亦即實現(xiàn)了所謂的無差調(diào)整。無差調(diào)整如上圖中虛線所示。六、互聯(lián)電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整思考題：電力系統(tǒng)互聯(lián)的好處？潛在威逼？A BPabAB為兩個獨立電力系統(tǒng)互聯(lián)前A: PLA

PGA

KfAB: PLB

PGB

KfB聯(lián)合后 PLA

Pab

PGA

KfAP PLB

PGB

KfB聯(lián)合后，兩系統(tǒng)的頻率應相等，即有fA

fAB

ff

(PLA

PGAK

)(PLBK

P