电力系统优化运行01

1、绪论 电力系统的特点电力系统的特点 结构复杂而庞大 功率实时平衡 电能不能大量存储 过渡过程迅速且转移能量大（30万kW/s） 电力与国民经济各部门密切联系电力系统的飞速发展小电网时代小电网时代大电网时代大电网时代2121世纪世纪数字电力时代数字电力时代孤立发电时代孤立发电时代18821882我国电力一次系统情况简介我国电力一次系统情况简介 基本形成了基本形成了500KV500KV和和330KV330KV的骨干网的骨干网架架 大电网已覆盖全部大电网已覆盖全部城市和大部分农村城市和大部分农村 以三峡为中心的全以三峡为中心的全国联网工程开始启国联网工程开始启动动 进入远距离、超高进入远距离、超高压

2、、跨地区输电阶压、跨地区输电阶段段绪论 电力系统优化运行基本概念 所谓经济运行就是在保证电力生产安全、优质和满足客户用电需求的条件下，采用各种技术措施和管理措施，提高系统电能质量和输送效率，尽量降低能源消耗或者生产成本。 电力系统优化运行，又称为电力系统优化调度，电力系统经济运行或经济调度。 电力系统优化运行在电力系统分析中的位置电力系统优化运行在电力系统分析中的位置（按时间长短）按时间长短） 电力系统规划：（以年为单位，数年或数十年） 检修计划：（以年月为单位） 机组组合或联络线调度：（以周或日为单位） 动态经济调度或负荷经济分配：（日内各时段） 最优潮流：（单个时段，15分钟或30分钟）

3、AGC，AVC，电压无功控制和负荷频率控制： 机电暂态过程和电磁暂态过程：（暂态过程 ）绪论绪论不同时间尺度的电力系统优化问题绪论 电力系统优化运行的主要内容电力系统优化运行的主要内容 有功优化有功优化 负荷经济分配负荷经济分配 动态经济调度动态经济调度 最优潮流最优潮流 机组组合机组组合 无功优化无功优化 无功负荷优化分配无功负荷优化分配 无功补偿装置优化配置无功补偿装置优化配置 网络重构（配电网）网络重构（配电网）绪论 电力系统优化运行的意义电力系统优化运行的意义 经济方面：任何一个行业都要考虑经济性 经济负荷分配可节省燃料0.5-1.5% 机组组合的效益为1-2.5% 网损修正效益为0.

4、05%-0.5% 以京津唐为例 可持续发展：节能减排绪论 电力系统经济运行研究的发展过程电力系统经济运行研究的发展过程1.经典经济调度（20世纪60年代以前 ）20世纪20年代：负荷分配问题 30年代：等微增率 40年代：考虑网损的协调方程 50年代：发电与输电的协调方程2.现代经济调度（20世纪60年代以前） 60年代：最优潮流（非线性问题） 80年代线性，线性规划 80年代后绪论 我国电力系统经济调度的发展概况我国电力系统经济调度的发展概况 50年代：京津唐、东北按煤耗微增率原则调度 60年代末-70年代：网损修正、水火电经济分配调度 80年代：许多电网实现计算机研究调度计划 90年代：安

5、全约束动态经济调度的研究实施 2006年：倡导节能调度绪论 经济运行分类经济运行分类火电厂经济运行：水电站经济运行：核电厂经济运行：电网经济运行 ：配电系统经济运行： 课程主要内容课程主要内容最优化方法负荷经济分配，机组组合最优潮流 出于不同的研究目的，电力系统分析中对电源、电网和负荷这三部分所采用的模型各有不同（如电力系统稳态分析、暂态分析、高电压等研究）。 电源的分类 火电厂（热力电厂）： 燃油、燃煤、燃气电厂 核电厂 电源输入输出模型 水电厂： 蓄水式水电厂 径流式水电厂 电源输入输出模型+水库模型 抽水蓄能水电厂 整个流域中多个水电厂相互 关系模型火电厂的输入输出特性燃料热当量（锅炉）

6、高温高压蒸汽量（汽轮机）燃料热当量（锅炉）高温高压蒸汽量（汽轮机） 机械能机械能（发电机组）（发电机组） 电能（厂用电）电能（厂用电） 输送电网输送电网标准蒸汽量与电功率毛输出之间的关系反映了汽轮发电机组的效率燃料热量与标准蒸汽量之间的关系反映了锅炉的热效率毛功率与净上网功率之间反映了厂用电率总费用F与电功率毛输出P之间的关系称为输入-毛输出关系去除厂用电，得到 输入-净输出关系 三种输入输出关系 费用特性 燃料输入-输出功率特性F-P 微增费用特性 微增输入与输出 单位费用特性： 平均单位费用输入-输出PdPdF-PPF电源模型-火电厂F-P曲线PdPdF-曲线电源模型-火电厂耗量特性（F-

7、P）通常用二次曲线近似表示：模型获取方法方法一：机组的效率试验确定，准确，操作复杂，费用高。 方法二：由机组的运行记录确定：需要准确测量输入的燃料，需要长时间保持机组有功功率不变。 方法三：厂商提供。依赖单位对制造厂的数据，还需要修正。2FaPbPc电源模型-核电厂 核电厂的输入输出特性 会计核算电源模型-水电厂 蓄水水电厂 抽水蓄能电厂电源模型-水电厂 蓄水式电厂 1.水轮发电机组输入输出特性 P：输出功率 q：放水量 H：高度102qHP 10205423221GaPaPaGaGaq-P曲线dpdq-p曲线电源模型-水电厂电源模型-水电厂 水电厂输入输出曲线的获得方法：1.对水轮发电机进行

8、动力特性试验，得到非顶水头下的q-P，从而拟合2.根据制造厂提供的水轮机模型试验资料，引水管设计资料，发电机效率特性资料，算出综合运行曲线，然后计算q-P曲线水轮机综合特性曲线电源模型-水电厂 经济运行常用多项式模型： 简化模型 Climn-Kirchayer模型 Hamilton-Lamont模型kiTjjiijHPcq0022012012()()qk aa Ha Hbb Pb P22012012()()qbb Pb Paa Ha HH电源模型-水电厂LyyH0上游水位下游水位蓄水式电厂毛水头有效水头0LHHHyyH2Haq有效水头模型电源模型-水电厂下游水位近似写成：有效水头计算公式：)(0qyy：溢漏水量20( )( )( )( )( )H ty tyq taqtt电源模型-水电厂 水库模型 水库蓄水量 来水量 放水量 溢漏水量)()()()(ttqtidttdV)(tV( ) t( )i t( )q t( )( )V ts h t 电源模型-水电厂 流域模型 一条河流上多个水电厂形成“水耦合系统”建立流域模型的一般原则：1.梯级水电厂群2.多耦合水系统0)(), 1()()()()()(0111tqnlttqtqetidttdVllllatl0( )( )()( )( )(1,)( )