第四章 电力系统的自动调频和经济调度.ppt

甘肃农大工学院 3、实用负荷经济分配方案—等微增率方案—至今沿用的方案 等微增率法则，就是运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就可使系统总的燃料消耗（或费用）为最小。 锅炉—汽轮机—发电机组成的单元机组的耗量特性，由于汽轮机的微增率变化不大和发电机的效率接近于1，所以，整个机组的耗量特性和微增率特性可以认为基本上与图4.3-1(a)、(d)所示相同。 为了说明问题，我们以最简单的两台机组并联运行为例。如下图所示。 在P1减小△P而P2增加△P，系统功率总量保持不变的前提下，只要S1S2，则这样的过程继续，会使燃料消耗总量减少，直至两台机组的微增率相等为止，即b1=b2,此时，系统总的燃料消耗最少。 二、不考虑网损时发电机组之间负荷的经济分配 设有n台机组，每台机组承担的负荷为P1，P2，?，Pn，对应的燃料消耗为F1，F2，?，Fn，则总的燃料消耗为 而总负荷功率PL为 现在要使发电机组总的输出功率在满足负荷需求的条件下，总的燃料消耗为最少，即F=Fmin。可用拉格朗日乘子法则来求解 约束函数 目标函数 功率平衡就是相应的约束条件！ * * 第四章 电力系统自动调频和经济调度 §4.1 电力系统的频率特性 一、电力系统频率概述 电力系统的频率是指电力系统中同步发电机产生的正弦交流电压的频率，是电力系统运行参数中最重要的参数之一。 并列运行的每一台发电机组的转速与系统频率的关系为 1、电力系统的频率约束 ①电力系统的频率控制实际上就是调节发电机组的的转速； ②调频与有功功率密不可分； ③调频与电力系统的经济运行紧密相关。 2、电力系统负荷的变化情况 变化周期一般小于10S 变化周期在10S～3min 变化十分缓慢 负荷的变化必将导致电力系统频率的变化，因此，要求电力系统中发电机发出的有功功率也要做相应的变化，以使系统在规定的频率水平上达到功率平衡。 3、电力系统的频率调整 ①变化周期小于10s的随机分量，利用调速器来调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整。 ②变化周期在10s～3min之间的脉动分量，种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，这称为频率的二次调整。 ③变化周期在3min以上的持续分量，负荷预测预报这一部分。调度部门预先编制的日负荷曲线主要用来平衡这部分负载，将这些负荷按经济分配的原则在各发电厂间进行分配。这称为频率的三次调整。 二、电力系统负荷的调节效应 1、负荷的调节效应 ①概念：当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即 PL=F(f) 这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。 ②电力系统中各种有功负荷与频率的关系： 与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等； 与频率成正比的负荷，如切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等； 与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗，但这种损耗在电网有功损耗中所占比重较小； 与频率的三次方成比例的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环水泵等； 与频率的更高次方成比例的负荷，如静水头阻力很大的给水泵等。 ③公式表达 以PLN为基准，得上式的标幺值形式为 显然，当f=fN，f*=1时，有PL=PLN,即P*=1，有 ④负荷的频率效应调节系数 或 当频率上升时，负荷需求功率随之增加，阻止频率的上升；频率下降时，负荷需求功率跟着下降，抑制频率的下降。负荷的频率 效应起到减轻系统能量不平衡的作用。因此，称KL*为负荷的频率调节效应系数。 相关说明： 电力系统允许频率变化的范围很小，为此负荷功率与频率的关系曲线可近似地视为具有不变斜率的直线。这斜率即为KL?。 KL?表明系统频率变化1%时，负荷功率变化的百分数。 对于不同的电力系统， KL?值也不相同。一般KL? =1～3。即使是同一系统的KL?，也随季度及昼夜交替导致负荷组成的改变而变化。 例【4.1-1】某电力系统中，与频率无关的负荷占30％，与频率一次方成比例的负荷占40％，与频率二次方成比例的负荷占10％，与频率三次方成比例的负荷占20％。（1）求系统频率由50Hz下降到47Hz时，负荷功率变化的百分数及其相应的值。（2）若电力系统总有功负荷为3200MW（包括电网的有功损耗），系统的频率为50Hz，若KL? =1.5，求负荷频率调节效应系数KL值。（3）若系统的KL?值不变，负荷增长到3650MW时， KL值又是多少？ 解:(1)由相关公式可求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为 (2)因为 得 (3)若系统的KL*值不变，负荷增长到3650MW时，