第九章电力系统的频率4节课.ppt

* 有功负荷最优分配的目的：在满足对一定量负荷持续供电的前提下，使发电设备在生产电能的过程中单位时间内所消耗的能源最少。 满足条件： 等式约束 f(x、u、d)=0 不等式约束 g(x、u、d)≤0 使 目标函数 F=F(x、u、d) 最优 2、目标函数和约束条件 电力系统中有功功率的最优分配 * (1) 目标函数 系统单位时间内消耗的燃料（火电机组） 该目标函数是各发电设备发出有功功率的函数，描述的是单位时间内能源的消耗量。 2、目标函数和约束条件 电力系统中有功功率的最优分配 * (2) 约束条件 等式约束 不等式约束 忽略有功网损 2、目标函数和约束条件 电力系统中有功功率的最优分配 * 以两台火电机组为例，忽略有功网损；假定各台机组的燃料消耗量和输出功率不受限制，要求：确定负荷功率在两台机组间的分配，使总的燃料消耗量最小。 等式约束 目标函数 3、等耗量微增率准则 电力系统中有功功率的最优分配 * 作图法求解（只有两台机组） 在OO’上找到一点作垂线， 与两条耗量特性曲线的交点 间距离最短。 在耗量特性曲线具有凸性的情 况下，两条曲线的切线平行时， 燃料消耗量最少。 曲线的切线即斜率，就是该点的耗量微增率。 3、等耗量微增率准则 电力系统中有功功率的最优分配 * 切线平行时，斜率相等，也就是耗量微增率相等。这就是等微增率准则。 物理意义 * （1）.不计网损的有功最优分配 目标函数最小： 等式约束条件： 这是多元函数求条件极值问题，可以利用拉格朗日乘数法求解。 构造拉格朗日函数 4、多个发电厂间的负荷经济分配 电力系统中有功功率的最优分配 * 求拉格朗日函数的无条件极值 * 不等式约束的处理 功率上下限约束 先不考虑该约束条件进行经济分配计算，若发现越限，越限的发电厂按极限分配负荷，其余发电厂再按经济分配。 节点电压及无功功率约束 在经济功率分配后的潮流计算中处理。 * （2）.考虑网损的有功最优分配 等式约束变为 目标函数不变 拉格朗日函数为 经过网损修正后的等微增率准则 网损修正系数 网损微增率的物理意义：某发电厂所发功率的变化引起的网路总损耗的变化——阻抗矩阵法 网损微增率 电气工程基础 电力系统优化潮流 生活生产中的优化问题； 优化问题的数学表达式； 数学中产生了一个子学科：统筹学；1950年 电力系统生产的两大优化问题： 经济调度：发电费用最小问题； 无功优化：网损最小问题； 1956年，高斯-赛德尔潮流计算实现了； 1962年，法国EDF的学者Carpentier提出的。 电气工程基础 发电费用最小问题及数学表达 s.t. 法国人Carpentier发明了OPF 电气工程基础 河海大学, 鞠平 William F Tinney等人给出简化梯度算法在牛顿法潮流的基础上 电气工程基础 河海大学, 鞠平 华人学者David Sun给出了牛顿法 电气工程基础 河海大学, 鞠平 90年代，内点法出现了 电气工程基础 河海大学, 鞠平 OPF牛顿法简介 电气工程基础 河海大学, 鞠平 暂时不考虑不等式约束，写出拉格朗日函数为： 上式的Kuhn-Tucker条件为： 用牛顿法求解该非线性方程组，可以得到如下的迭代方程式： 简单变量不等式约束的考虑 电气工程基础 河海大学, 鞠平 函数不等式约束的考虑 电气工程基础 河海大学, 鞠平 OPF原对偶内点法简介 电气工程基础 河海大学, 鞠平 引入松弛变量将不等式约束化为等式约束及变量不等式约束 对于式中的不等式约束条件，引入障碍函数项，则有： 定义拉格朗日函数如下 电气工程基础 河海大学, 鞠平 电气工程基础 河海大学, 鞠平 电气工程基础 发电费用最小问题分析 污染排放最小调度：多目标优化问题； 电力市场：发电侧电力市场； 火电机组的优化组合问题； 电气工程基础 小结 全系统1个频率，电源的分布不会妨碍频率的调整； 频率的一次调整：有差调节 频率的二次调整：无差调节 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的