电力系统有功功率和

第一节电力系统中有功功率的平衡一、有功功率负荷的变动和调整掌握P PG L

PL5－1周期也最长，这一种是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动。第三种负荷根本上可以估量。电。二、有功功率电源和备用容量备用容量——系统电源容量减去最大发电负荷〔包括网损、负荷、厂用电等。民经济备用等。用则指未运转的发电设备可能发的最大功率。用。统正常供电所需的备用。检修备用是使系统中的发电设备能定期检修而设置的备用。打算增长而设置肯定的备用。这种备用就称国民经济备用。安排以及系统的频率调整问题。其次节电力系统中有功功率的最优安排一、有功功率最优安排有功功率负荷的最优安排。通常所说谓的合理开停。设备或发电厂之间的合理安排。最常用的是按所谓等耗量微增率准则安排。二、最优安排负荷时的目标函数和约束条件耗量特性5－2所示。出功率之比称比耗量。F/P率。即F/PdF/dP。目标函数和约束条件in

P Lii1即F F(P

)F(P

)F(P

)i

F(P ) 1

2 G2

n

i Gii1F(Pi Gi

PGi

时单位时间内所需消耗的能源。这里的等式约束条件也就是有功功率必需保持平衡的条件。即inPGi1inPLi1

P 0式中P

为网络总损耗。从而不计网络损耗时，上式可改写为inPGii1

inP 0Lii1PGi

无功功率Q 和Gi电压大小不得逾越的限额，即P

P PGi GmaxQ Q QGmin Gi GmaxU U Uimin i imax朗日乘数法。可建立如下拉格朗日函数LLF(P1

)F(P2

)Fn

(P )(P PGn G1

PGn

P)L式中称拉格朗日乘数。L dF(P )则由 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增率在发电设备或发电厂之间安排负荷。例：两台容量均为100MW的发电机并列运行，耗量特性F 0.001P2F 0.002P2

0.2PG10.2P

2 吨/小时 60MWPG13 吨/小时 50MWP

200MW200MWG2 G2 G2求负荷分别为55MW、100MW、300MW、390MW时的经济功率安排并求在负荷为300MW时所消耗的燃料。答：1〕PG1

55MW,PG1

0MW(由不等式约束条件可知)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再由约束条件即得)消耗的燃料为126吨/小时〔F1

(200)F2

(100) 〕四、等耗量微增率原则的推广应用在此争论能源消耗受限制时有功功率负荷的最优安排问题。在实践中可理一个水力发电设备之间，并略去网损。水电的约束条件为ktW2k

(PH2k

)t K 0k 2L为Lk

F (P1k

)tk

ktk

P

P

(PL1k

PL2K

k

ktW2

(P

)tk

K 2K

上式中用小的时间段这和来表示积分效果，F1同理由

表示火电厂消耗的燃料，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考虑到水力发电厂之间最优安排负荷的条件，严格说，是对某一瞬间而言电厂之间的最优安排负荷的条件。因而，可将式中的下标“k”略去，而改写为dF(P1 T1

) dW

(P H2

即

2dP 2 dP2T1 H2

T1 2 T2就可将等耗量微增率准则应用到火力发电厂与水力发电厂之间负荷的最优安排。五、网损的修正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为网损微增率(灵敏度)PGi8：有什么差异？5－3电力系统的频率调整一、调整频率的必要性频率在额定值50Hz上下，且偏移不超过肯定范围。二、负荷的频率静特性PPLPLf f负荷的静态频率特性PKLfL 称为负荷的单位调整功率，以MW/Hz为单位，负荷的单位调整功率不能整定。它的标么值为：PLPfLNfNPLPfLNfNL三、发电机的频率特性PGPGNff ffN 0发电机组原动机的静态频率特性如上图，发电机频率特性的斜率为GK P P 0GGNG f f fN 0称发电机的单位调整功率，以MW/Hz为单位，这个单位调整功率和机组的调差系数有互为倒数的关系。因机组的调差系数为fP

f f N 0

f f 0 NPG

0 PGN单位调整功率的标么值为：PGP f 1NK NG

f fN

K fG

P GN f f0

100%调差系数的一次调整问题主要就与这个调差系数或与之对应的发电机的单位调整功率有关。四、电力系统的一次调频OAOBBABOBA,而BOPG

KG

f 、BAPL

Kf、OAPL

,可得P (KLO

K )f 或PL

fK K KG L SKS

称系统的单位调整功率。当发电机满载时，负荷功率增大，则KGK 0，所以仍可以参与调频。G一次调频为有差调频。五、电力系统二次调频

相当于为0，但当负荷功率减小时，如上图，类似于一次调频可得

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

LO GOK K Kf G L 如P P ,即发电机如数增发了负荷功率的原始增量P ,则LO GO LOf0，亦即实现了所谓的无差调整。无差调整如上图中虚线所示。六、互联电力系统的频率调整思考题：电力系统互联的好处？潜在威逼？A BPabAB为两个独立电力系统互联前A: PLA

PGA

KfAB: PLB

PGB

KfB联合后 PLA

Pab

PGA

KfAP PLB

PGB

KfB联合后，两系统的频率应相等，即有fA

fAB

ff

(PLA

PGAK

)(PLBK

P