电力系统第5章

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业§5电力系统有功功率及频率调整电能质量指标：电压、频率、波形调压调频经济性能指标：网损、比耗量、厂用电最优运行（机组组合、负荷最优分配）主要内容1、备用容量的分类2、机组的最有组合方法3、有功功率的最有分配方法4、电力系统频率调整过程及调频计算主要内容§5.1电力系统中有功功率的平衡1、负荷变化的构成1）、负荷变化幅值很小，周期很短没有规律性，计划外负荷波动2)、负荷变化幅度较大，周期较长（2‘~5’规律性较小，冲击性较强，如轧钢厂3）、负荷变化幅度很大，周期很长规律性强，由生产、生活、气象条件引起2、有功负荷的预报（有规律变化的负荷）日负荷曲线（第三种）方法：回归分析、曲线拟合、时间序列分析人工智能：专家系统、人工神经网络、灰色系统、模糊系统3、有功及频率的调整1）一次调整针对第一种负荷波动发电厂调速器（自动调速系统）2）二次调整针对第二种负荷波动发电厂调频器（直接开动汽门或水门）3）三次调整针对第三种负荷波动机组组合、最优分配*负荷控制4、有功电源及备用容量发电机负荷=系统综合负荷+网损+厂用电（系统最小电源容量）网络损耗（包括不变和可变损耗）(6%~10%)为满足可靠性，电源容量>发电容量备用=电源容量—发电容量备用按负荷变化分为：（1）负荷备用（热备用）承担计划外负荷变化2~5%（2）事故备用（热备用、冷备用）承担发电线路设备故障的容量5%~8%>单机容量（3）检修备用（冷备用）根据具体情况来定（4）国民经济发展备用（冷备用）§5.2有功功率的最优分配1、各类发电厂的特点及合理组合p2002、负荷最优分配目标：在满足一定约束条件的情况下，尽可能节约一次能源依据：单位时间内输入与输出关系（耗量特性）1）基本概念a）耗量特性火电厂：水电厂：b）比耗量、耗量微增率2）有功功率的最优分配（不计网损）目标：约束条件：a）等约束条件a、全网功率平衡（不计损耗）b、电网各节点功率平衡b）不等约束（1）、火电厂之间的有功最优分配新的目标函数：求极值：i=1,2,…n—等耗量微增率原则（火电厂之间有功功率的最优分配原则）几何意义：p207，图5-9注：当时，取当时，取例：同一电厂有两台机组并列运行，耗量特性分别为：求负荷为100MW时的最优分配方案。解：按等耗量微增率原则经不等约束来校验，，为最优方案。若条件改为则此题变为：经不等约束校验为最优方案。（2）、水、火电厂之间有功最优分配（两个厂：水厂、火厂）目标函数：火电厂T时间的耗量最小约束条件：（1）、对电网任何瞬间（2）、满足水库调度的约束（水厂消耗的水量）（3）、不等约束（同上）新的目标函数：变量个数：、、、一共（3t+1）个变量求极值：—水煤换算系数（单位：）—按发出相同数量的电功率进行比较；1立方米水相当于吨煤§5.3电力系统的频率调整频率调整的必要性（对用户、对电力系统）1、离心式调速系统的工作原理一次调整—有差调整，改变改变二次调整—无差调整（能够）（负荷变化较大时）2、负荷与同步发电机组的功频特性A：负荷的P-f特性表达式：其中百分系数，且以为基准，（标幺值表达式）负荷的单位调节功率定义：几何意义：物理意义：标志随频率的升降负荷消耗功率增加的多寡。说明：（1）、有下降的效应。（2）、不可控（取决于负荷的成分）B：发电机组的P-f特性发电机组的单位调节功率：定义：几何意义：物理意义：标志了随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。说明：<1>、有上升的效应；<2>、可以整定。—调差系数3、频率的一次调整（负荷微小波动）（一次调节方程）其中—系统单位调节功率物理意义：标志了系统负荷增加或减少时，在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下频率下降或上升的多寡说明：（1）、的组成（2）、有差调整4、频率的二次调整如果不满足要求，要进行二次调整—频率二次调整方程说明：（1）、的组成；（2）、时，—无差调节；（3）、二次调整时在一次调整基础上完成的。5、互联系统的频率调整分析：联合前：对A：对B：联合：其中：例：A、B互联系统正常运行时，系统间无交换功率，A系统容量1000MW，B系统容量500MW，两系的P-f特性的系数分别以各自容量为基准，当A系统负荷增加100MW时，试求下列情况下联络线的交换功率及系统的频率差。（1）A、B两系统均参加一次调频；（2）A、B两系统不参加一次调频；（3）A系统不参加一次调频；（4）两系统都参加一、二次调频，且各增发50MW；（5）两系统都参加一次调频，且A部分机组参加二次调频增发70MW。解：（1）（2）（3）（4）（5）例：A、B两系统并联运行，A系统负荷增大50MW时，B系统向A系统输送的交换功率为300MW，如果这时将联络线切除，则切除后A系统的频率为49Hz，B系统的频率为50Hz，求：（1）A、B两系统的单位调节功率；（2）A系统负荷增大750MW，联合系统的频率变化量。解：（1）（2）作业：p525-95-12考核要求1、掌握备用容量的分类2、理解机组的最有组合方法3、掌握有功功率的最有分配方法注：不等约束校验4、掌握电力系统频率调整过程及调频计算a、一、二次调整方程b、互联系统的调频例题：例题：一、简答题1.备用容量按用途分，可分为哪几种?负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用2.频率二次调整过程中，系统负荷的初始增量由哪三部分组成？二次调整发电机增发的功率；调速器的调整发电机的增发功率；负荷的调节效应而减少的负荷功率。二、计算题1.两系统由联络线相连。已知A系统；B系统，。求在下列情况下系统频率的变化量△f和联络线功率的变化量△Pab。⑴两系统所有机组都参加一次调频；⑵A系统机组参加一次调频，而B系统机组不参加一次调频；⑶两系统所有机组都不参加一次调频。⑴两系统都参加一次调频时△f=0.09434Hz△Pab=-19.8MW⑵A系统参加一次调频，B系统不参加一次调频时△f=0.16854Hz△Pab=43.26MW⑶两系统都不参加一次调频时△f=1.6667Hz△Pab=-16.6667MW2.已知一发电机额定功率，，.问发电机由额定状态到空载状态频率变化为多少？发电机由额定状态到空载状态频率升高，3.仍按题1中已知条件，试计算下列情况下的频率变化量△f和联络线上流过的功率△Pab。⑴A、B两系统所有机组都参加一次、二次调频，A、B两系统机组都增发；⑵A、B两系统所有机组都参加一次调频，A系统所有机组参加二次调频，增发；⑶A、B两系统所有机组都参加一次调频，B系统所有机组参加二次调频，增发。⑴两系统都参加一次、二次调频，两系统都增发50MW时△f=0.03145Hz△Pab=-23.27MW⑵两系统都参加一次调频，A系统参加二次调频并增发60MW时△f=0.0566Hz△Pab=8.1132MW⑶两系统都参加一次调频，B系统参加二次调频并增发60MW时△f=0.0566Hz△Pab=-51.887MW4.三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为：当系统负荷为550MW时，试求每台发电机组所承担的负荷。由及解得：，,由不等约束校验，应取，剩下的350MW负荷在另外两台机组将间按照同样方法进行分配，得，所以负荷最优分配方案为：，，7.某电厂有两台机组，其耗量特性分别为：求当负荷分别为80MW和60MW时的功率经济分配。由等微增率原则得：当PL＝80MW时，P1+P2