电力系统课件第五章.ppt

3、最优分配负荷时的等耗量微增率准则 为了简化分析，将有功负荷的分配局限在两台发电设备或两个火力发电厂之间，并略去网络损耗。 分析这类方法可用条件极值的拉格朗日乘数法，为求满足等约束条件 时目标函数 的最小值，根据给定的目标函数和等式约束条件建立一个新的、不受约束的目标函数——拉格朗日函数。 对拉格朗日函数求导，得到最小值时应有的三个条件： （5-11） （5-12） 由于 （5-13） （5-14） （5-15） 又由于 、 分别为发电设备1、2各自承担有功功率 、 时的耗量微增率 、 ，求解（5-14）得到： 这就是著名的等耗量微增率准则，表示为使总耗量最小，应按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷。 公式（5-14）中的第三式就是给定的等约束条件—功率平衡的条件。 无疑，以上分析方法和推导得到的结论可推广用于更多地发电设备或发电厂之间的负荷分配，式（5-15）应该改写为 （5-16） 等微增率准则的物理解释： 煤耗微增率是机组增加单位出力时所增加的燃料消耗量，如果在某一有功功率分配情况下，各机组的煤耗微增率不等，例如机组i的煤耗微增率小于机组j，在此情况下，若将机组i的出力增加一个微小增量并同时将机组j减少同一数量，使功率仍保持平衡，则其结果是机组i因此而增加的燃料消耗量将小于机组j减少的燃料消耗量，即可以使全系统的燃料消耗量减少，由此说明应该增加机组i的出力并减少j的出力，直至它们的煤耗量微增率相等为止。 5.2 电力系统的频率调整 一、电力系统负荷的有功功率——频率静态特性 当频率变化时，电力系统中的有功功率负荷也将发生变化。当电力系统处于稳态运行时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率-频率静态特性。 电力系统综合负荷的有功功率与频率的关系用数学式表示为 式中， 为电力系统频率为 时，整个系统的有功负荷， 为电力系统频率为额定值 时，整个系统的有功负荷， 为上述有功负荷占 的百分数。 （5-17） 式（5-17）表明，当电力系统的频率降低时，电力系统的有功负荷也降低。 一般情况下，式（5-17）的多项式写到三次方项即可，因与频率更高次方成正比的有功负荷比重很小，故可以忽略。这种关系式称为电力系统的有功功率—频率静态特性方程。 这种关系可以用曲线来表示，在电力系统运行中，允许频率变化的范围很小，在较小的频率变化范围内，例如45~50Hz范围内，这种关系接近一直线。 图5-6 负荷的有功功率—频率静态特性曲线 左图所示的是电力系统负荷的有功功率—频率静态特性曲线，它是一直线段，当系统的频率略有下降，负荷的有功功率成正比自动减小，图中直线的斜率为 （5-18） 或用标幺值表示为： （5-19） 、 表示电力系统的有功负荷自动调节效应。当频率下降时，有功负荷也自动减少。 、 为有功负荷的频率调节效应系数，或简称为负荷的频率调节效应。 的数值决定于全电力系统各类有功负荷的比重，不同电力系统或同一电力系统不同时刻的 值都可能不同，为不可控量。 是电力系统调度部门应该掌握的一个数据，在实际电力系统中，它需要经过试验求得，一般电力系统 =1~3，它表示频率变化1%时，负荷有功功率相应地变化1%~3%。 二、发电机组的有功功率—频率静态特性 1、自动调速系统 发电机的频率调节是由原动机的调速系统来实现的，当系统有功功率平衡遭到破坏，引起频率变化，原动机的调速系统将自动改变原动机的进汽（水）量，相应增加或减少发电机的出力，当调速器的调节过程结束，建立新的稳态时，发电机的有功功率同频率之间的关系，称为发电机组的有功功率—频率静态特性。 目前，我国原动机的调速系统有很多种，根据测量环节的工作原理，可以分为机械液压调速系统和电气液压调速系统两大类。下面仅介绍原始的机械调速系统—离心飞摆式调速系统。 如右图所示：调速系统由四个部分组成：Ⅰ 为转速测量元件（飞摆）； Ⅱ为放大元件（错油门）； Ⅲ为执行机构（油动机）； Ⅳ为转速控制机构（调频器）。 图5-7 离心飞摆式调速系统示意图 工作原理：调