《電氣工程基礎(chǔ)》

1、《電氣工程基礎(chǔ)》,電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整,主要內(nèi)容,負(fù)荷－頻率機(jī)制頻率調(diào)整系統(tǒng)有功功率平衡系統(tǒng)備用容量有功功率經(jīng)濟(jì)分配：等耗量微增率原則,10-1 負(fù)荷頻率機(jī)制,衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)：頻率 保證電力系統(tǒng)頻率合乎標(biāo)準(zhǔn)是電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整的一項(xiàng)基本任務(wù) 一、頻率的影響,影響產(chǎn)品質(zhì)量：異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出功率有關(guān)影響精確性：電子技術(shù)設(shè)備影響汽輪發(fā)電機(jī)葉片,頻率能否維持一致？,頻率如何維持一致？,10-1 負(fù)荷頻率

2、機(jī)制,二、頻率負(fù)荷機(jī)制,,三、我國頻率規(guī)定：fN＝50Hz，頻率偏差范圍為±0.2～0.5Hz,10-1 負(fù)荷頻率機(jī)制,四、有功功率負(fù)荷的變動(dòng)及其分類控制系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷組成：,（1）變動(dòng)周期小于10s，變化幅度小,（3）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律,（2）變動(dòng)周期在（10s，180s），變化幅度較大,,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,一、有功功率平衡與備

3、用容量,備用容量：作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷定義：備用容量 ＝ 系統(tǒng)可用電源容量 － 發(fā)電負(fù)荷分類：,有功功率平衡：,按作用分：(1)負(fù)荷備用：滿足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外的負(fù)荷增量(2)事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行能頂上的容量(3)檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃檢修(4)國民經(jīng)濟(jì)備用：滿足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃增長,按其存在形式分：(1)熱備用(2)冷備用,,,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配

4、,二、有功功率電源的最優(yōu)組合 有功功率電源的最優(yōu)組合是指各發(fā)電廠（機(jī)組）在承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)的合理組合各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)：,火電廠：(1)需支付燃料費(fèi)用(2)最小技術(shù)出力(3)可調(diào)范圍小(4)熱電廠中，熱負(fù)荷輸出功率是強(qiáng)迫功率(5)運(yùn)行效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)：高溫高壓>中溫中壓,水電廠：(1)無需支付燃料費(fèi)用(2)受水庫容量限制 (3)可調(diào)范圍大。機(jī)組投切增減負(fù)荷不增加能耗，時(shí)間短(4)有強(qiáng)迫功率，視不同水電廠而

5、定調(diào)峰機(jī)組,核電站：(1)一次投資大(2)運(yùn)行費(fèi)用小(3)承擔(dān)急劇負(fù)荷變動(dòng)、投切時(shí)，需增加能耗，時(shí)間長承擔(dān)基荷,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,各類發(fā)電廠（機(jī)組）的合理組合 基本原則：合理利用水資源，分枯水期與洪水期區(qū)別對(duì)待有調(diào)節(jié)能力的水電機(jī)組,調(diào)峰,基荷,,調(diào)峰,基荷,,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,三、發(fā)電廠間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配1 發(fā)電機(jī)組的耗量特性概念：耗量特性：發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)消耗

6、的能源與發(fā)出有功功率的關(guān)系,比耗量μ：耗量特性曲線上某點(diǎn)縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值。,耗量微增率λ：耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率。,μ和λ關(guān)系：單位相同、概念不同、數(shù)值一般不相等數(shù)值相等情況,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,2 機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配的等耗量微增率原則目的：全系統(tǒng)（廠）供應(yīng)同樣大小的有功功率負(fù)荷在單位時(shí)間內(nèi)的能耗量最小,數(shù)學(xué)模型,約束條件1：等式約束,約束條件2：不等式約束,－－不考慮網(wǎng)損,求解步驟 ：（1）只

7、計(jì)及等式約束、忽略不等式約束,（2）然后考慮不等式約束對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,求解 ：（1）只計(jì)及等式約束、忽略不等式約束,,建立增廣目標(biāo)函數(shù)：,,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,等耗量微增率原則,,根據(jù)λi,，可得各機(jī)組的出力：,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,,,,,λ,,PG,,,λ1(P1),λ2(P2),P1,P2,λ,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)

8、分配,(2) 計(jì)及不等式約束,,其他機(jī)組按等耗量微增率原則進(jìn)行重新分配,其他機(jī)組按等耗量微增率原則進(jìn)行重新分配,,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,3. 火電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,,計(jì)及網(wǎng)損時(shí)的最優(yōu)分配,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸電能，產(chǎn)生功率損耗,（1）數(shù)學(xué)模型,約束條件1：等式約束,10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,（2）求解,,建立增廣目標(biāo)函數(shù)：,,網(wǎng)損微增率,,網(wǎng)損修正系數(shù),10－4有功功率平衡與發(fā)電廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配,