《第14章 电力系统的经济运行.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第14章 电力系统的经济运行.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、p电力网中的能量损耗电力网中的能量损耗u网损计算方法网损计算方法1：最大负荷损耗时间法：最大负荷损耗时间法u网损计算方法网损计算方法2：等值功率法：等值功率法u降低网损的技术措施降低网损的技术措施p火电厂间有功功率负荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u等微增率准则等微增率准则p水、火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配p无功功率负荷的经济分配无功功率负荷的经济分配CH14 电力系统的经济运行电力系统的经济运行2021/9/211电力系统的经济运行电力系统的经济运行电力网中的能量损耗电力网中的能量损耗p电力网的能量损耗和损耗率电力网的能量损耗和损耗率u网损率网损
2、率/线损率线损率u电力网损耗电量电力网损耗电量固定损耗固定损耗与设备电压相关与设备电压相关可变损耗可变损耗与负荷电流相关与负荷电流相关u线路中能量损耗的计算方法线路中能量损耗的计算方法Tmax/h最大负荷损耗时间：最大负荷损耗时间：/h250017001500125055004100400039506500525052005100最大负荷损耗时间法最大负荷损耗时间法-2021/9/212电力系统的经济运行电力系统的经济运行电力网中的能量损耗电力网中的能量损耗u线路中能量损耗的计算方法线路中能量损耗的计算方法等值功率法等值功率法定义均方根电流定义均方根电流等值功率法等值功率法负荷曲线形状系数负荷
3、曲线形状系数等值功率法等值功率法负荷曲线形状系数负荷曲线形状系数所需数据：所需数据：AP，AQ，最小负荷率，最小负荷率当当0.4时，可证明最大误差时，可证明最大误差10%简单精度好，可推广于任意复杂网络简单精度好，可推广于任意复杂网络计算时段可以是日、月、季度或年计算时段可以是日、月、季度或年2021/9/213电力系统的经济运行电力系统的经济运行电力网中的能量损耗电力网中的能量损耗u降低网损的技术措施降低网损的技术措施（一）提高用户功率因数（一）提高用户功率因数并联无功功率补偿：结合并联无功功率补偿：结合QV调节调节提高异步电动机受载系数提高异步电动机受载系数u降低网损的技术措施降低网损的技
4、术措施（二）改善网络功率分布（二）改善网络功率分布环网潮流调控，实现功率经济分布环网潮流调控，实现功率经济分布配电网络重构：闭式接线、开式运行配电网络重构：闭式接线、开式运行（三）合理确定电网电压运行水平（三）合理确定电网电压运行水平35kV级以上电网，固定损耗（铁损）级以上电网，固定损耗（铁损）比例比例50%，可适当提高电压水平，可适当提高电压水平610kV电网，负荷率较低，小容量变电网，负荷率较低，小容量变压器空载电流较大，固定损耗（铁损）压器空载电流较大，固定损耗（铁损）比例可达比例可达60%80%，宜降压运行，宜降压运行2021/9/214电力系统的经济运行电力系统的经济运行电力网中的
5、能量损耗电力网中的能量损耗u降低网损的技术措施降低网损的技术措施（三）合理确定电网电压运行水平（三）合理确定电网电压运行水平35kV级以上电网，固定损耗（铁损）比例级以上电网，固定损耗（铁损）比例50%，可适当提高电压水平，配合，可适当提高电压水平，配合分接头调整，铁损基本不变，可变损耗部分减小；分接头调整，铁损基本不变，可变损耗部分减小；铁损铁损CV/V01.011.021.031.041.0510%1.572.094.565.777.3415%PL%1.402.704.005.206.4020%1.202.303.404.405.40参见：王世桢参见：王世桢 电网调度运行技术电网调度运行技
6、术改变变压器分接头位改变变压器分接头位置，接入电路的绕组置，接入电路的绕组匝数变化，则电导匝数变化，则电导GT有也会相应变化，因有也会相应变化，因此，变压器铁损为此，变压器铁损为2021/9/215电力系统的经济运行电力系统的经济运行电力网中的能量损耗电力网中的能量损耗u降低网损的技术措施降低网损的技术措施（四）组织变压器经济运行（四）组织变压器经济运行多台变压器并联运行的总损耗多台变压器并联运行的总损耗（五）电网技术改造（五）电网技术改造高电压等级引入负荷中心，高电压等级引入负荷中心，110kV、220kV、500kV；提高提高最小负荷率最小负荷率：削峰填谷：削峰填谷分时电价，储能电站；分时
7、电价，储能电站；对季节性变化负荷，按此对季节性变化负荷，按此原则调节具有实际意义原则调节具有实际意义两台变压器退出一台时两台变压器退出一台时必须考虑供电可靠性必须考虑供电可靠性昼夜变化负荷，考昼夜变化负荷，考虑开关动作次数限制虑开关动作次数限制2021/9/216Review：CH9 电力系统的负荷电力系统的负荷负荷曲线负荷曲线p日负荷曲线日负荷曲线：削峰填谷，提高最小负荷系数，降低网损，分时电价削峰填谷，提高最小负荷系数，降低网损，分时电价/储能储能2021/9/217电力系统的经济运行电力系统的经济运行火电厂间有功功率负荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u耗量特性耗量特性反映设备或
8、其组合单位时反映设备或其组合单位时间内能量输入和输出关系间内能量输入和输出关系火电厂耗量特性：单位时间燃料消耗（火电厂耗量特性：单位时间燃料消耗（F：折合成标准煤，：折合成标准煤，t/h）与机组输出有功）与机组输出有功功率（功率（P：MW）之间的关系）之间的关系水电厂耗量特性：单位时间水量消耗水电厂耗量特性：单位时间水量消耗（m3/h）与机组输出有功功率（）与机组输出有功功率（MW）之）之间的关系；间的关系；比耗量和发电厂效率比耗量和发电厂效率：耗量微增率：耗量微增率：2021/9/218电力系统的经济运行电力系统的经济运行火电厂间有功功率负荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u等微增率
9、准则等微增率准则问题：已知两台机组问题：已知两台机组的耗量特性和总负荷的耗量特性和总负荷功率，不考虑燃料和功率，不考虑燃料和输出功率限制，确定输出功率限制，确定G1G2 负荷功率在机组间的分配，使总燃料消负荷功率在机组间的分配，使总燃料消耗量最小。耗量最小。2021/9/219电力系统的经济运行电力系统的经济运行火电厂间有功功率负荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u多个火电厂间的负荷经济分配多个火电厂间的负荷经济分配问题：已知问题：已知n个火电厂的燃料耗量特性和系统总负荷功率，暂不考虑网络功个火电厂的燃料耗量特性和系统总负荷功率，暂不考虑网络功率损耗，确定系统负荷功率在率损耗，确定系统
10、负荷功率在n个电厂间的经济分配，使得总燃料消耗最小个电厂间的经济分配，使得总燃料消耗最小问题的数学描述（数学模型）问题的数学描述（数学模型）问题求解问题求解构造构造Lagrange函数函数EQU2021/9/2110电力系统的经济运行电力系统的经济运行火电厂间有功功率负荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u多个火电厂间的负荷经济分配多个火电厂间的负荷经济分配Ex14-3机组机组2分配功率分配功率超越极限，取超越极限，取其限值，剩余其限值，剩余功率由其他机功率由其他机组按等微增率组按等微增率准则重新分配准则重新分配2021/9/2111电力系统的经济运行电力系统的经济运行火电厂间有功功率负
11、荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u多个火电厂间的负荷经济分配多个火电厂间的负荷经济分配Ex14-3取不同的值，得取不同的值，得到各发电厂输出功到各发电厂输出功率及其总和，制成率及其总和，制成表格或曲线表格或曲线2021/9/2112电力系统的经济运行电力系统的经济运行火电厂间有功功率负荷的经济分配火电厂间有功功率负荷的经济分配u计及网损的有功负荷经济分配计及网损的有功负荷经济分配问题的数学描述（数学模型）问题的数学描述（数学模型）问题求解问题求解构造构造Lagrange函数函数EQU若网损微增率大于零，发电若网损微增率大于零，发电机出力增加会引起网损增加机出力增加会引起网损增加202
12、1/9/2113电力系统的经济运行电力系统的经济运行水、火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配u一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配数学模型数学模型泛函极值问题泛函极值问题问题求解问题求解变分法变分法：将指定的运行周期将指定的运行周期划分为划分为s个时段，假定各个时段，假定各时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造Lagrange函数函数2021/9/2114电力系统的经济运行电力系统的经济运行水、火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配u一个水电厂和一
13、个火电厂间负荷的经济分配一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配等微增率准则等微增率准则数学模型数学模型泛函极值问题泛函极值问题问题求解问题求解变分法变分法：将指定的运行周期将指定的运行周期划分为划分为s个时段，假定各个时段，假定各时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造Lagrange函数函数假定时间段假定时间段取得足够短取得足够短2021/9/2115电力系统的经济运行电力系统的经济运行水、火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配u一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配数学模型数
14、学模型泛函极值问题泛函极值问题水电厂水耗量乘以水电厂水耗量乘以，相当于水换，相当于水换成了煤，水电厂变成了等值火电成了煤，水电厂变成了等值火电厂，按火电厂间负荷经济分配的厂，按火电厂间负荷经济分配的等微增率准则，即有上式结果等微增率准则，即有上式结果问题求解问题求解等微增率准则等微增率准则的物理意义的物理意义水煤换算系数水煤换算系数的选取的选取使得给定用水量在指定运行期使得给定用水量在指定运行期间刚好用完，做到既不弃水，也不超量用水间刚好用完，做到既不弃水，也不超量用水Step1：给定初值：给定初值(0)，令迭代次数，令迭代次数k=0Step2：计算全部时段的负荷分配；：计算全部时段的负荷分配
15、；Step3：校验用水量是否满足：校验用水量是否满足Step4：若：若 用水超量，应取用水超量，应取Step5：若：若 发生弃水，应取发生弃水，应取Step6：k=k+1，返回，返回Step22021/9/2116电力系统的经济运行电力系统的经济运行水、火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配u一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配问题求解问题求解等微增率准则等微增率准则的选取的选取使得给定用水量在指定运行期使得给定用水量在指定运行期间刚好用完，做到既不弃水，也不超量用水间刚好用完，做到既不弃水，也不超量用水Step1：给定初值：给
16、定初值(0)，令迭代次数，令迭代次数k=0Step2：计算全部时段的负荷分配；：计算全部时段的负荷分配；Step3：校验用水量是否满足：校验用水量是否满足Step4：若：若 用水超量，应取用水超量，应取Step5：若：若 发生弃水，应取发生弃水，应取Step6：k=k+1，返回，返回Step22021/9/2117电力系统的经济运行电力系统的经济运行水、火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配u计及网损时若干个水、火电厂间负荷的经济分配计及网损时若干个水、火电厂间负荷的经济分配数学模型数学模型泛函极值问题泛函极值问题问题求解问题求解变分法变分法：将指定的将指定的运行周期
17、运行周期划分为划分为s个时段，假定各个时段，假定各时段内负荷功率、水电厂火电厂功时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造率不变；然后构造Lagrange函数函数2021/9/2118电力系统的经济运行电力系统的经济运行无功功率负荷的经济分配无功功率负荷的经济分配u等微增率准则的应用等微增率准则的应用无功功率负荷的经济分布无功功率负荷的经济分布问题：在有功负荷分配确定的问题：在有功负荷分配确定的前提下，调整各无功电源之间前提下，调整各无功电源之间的负荷分布，使的负荷分布，使有功网损最小有功网损最小数学模型数学模型极值问题极值问题问题求解问题求解构造构造Lagrange函数函数2021/9/
18、2119电力系统的经济运行电力系统的经济运行无功功率负荷的经济分配无功功率负荷的经济分配u等微增率准则的应用等微增率准则的应用无功功率补偿的经济配置无功功率补偿的经济配置 节点节点i装设补偿容量装设补偿容量 每年节省的网损能耗费用每年节省的网损能耗费用 节点节点i装设补偿容量装设补偿容量 的装置每年支出费用，含设备折旧费、维的装置每年支出费用，含设备折旧费、维修费、投资回收费、补偿设备自身每年能耗费用，等修费、投资回收费、补偿设备自身每年能耗费用，等 节点节点i装设补偿容量装设补偿容量 取得的经济效益取得的经济效益目标函数：经济效益最大化目标函数：经济效益最大化等微增率准则：等微增率准则：每个
19、补偿节点装设最后一个单位的补偿容量时得到的年网损节约折价恰好等于每个补偿节点装设最后一个单位的补偿容量时得到的年网损节约折价恰好等于单位补偿容量的年费用，此时获得最大经济效益。单位补偿容量的年费用，此时获得最大经济效益。2021/9/2120电力系统的经济运行电力系统的经济运行无功功率负荷的经济分配无功功率负荷的经济分配u等微增率准则的应用等微增率准则的应用无功功率补偿的经济配置无功功率补偿的经济配置u工程应用上，通常给定全网总的无功补偿容量，寻求经济最优配置方案工程应用上，通常给定全网总的无功补偿容量，寻求经济最优配置方案数学模型及问题求解数学模型及问题求解等微增率等微增率补偿容量有限时，补
20、偿容量有限时，总是正的，因此总是正的，因此补偿容量应按照补偿容量应按照网损节约微增率网损节约微增率相等的原则，在各补偿节点之间进行分配；相等的原则，在各补偿节点之间进行分配；即：所有补偿点的网损节约微增率都等于即：所有补偿点的网损节约微增率都等于 ；未补偿配置补偿容量节点的网损节约微增率小于未补偿配置补偿容量节点的网损节约微增率小于 ；2021/9/2121本章小结本章小结Huazhong University of Science and Technology网损率是衡量电力企业管理水平的重要指标之一，了解网损率是衡量电力企业管理水平的重要指标之一，了解降低网损的技术措降低网损的技术措施施及
21、其作用原理；及其作用原理；有功负荷在两台机组间进行分配，当两台机组能耗（或成本）微增率相等有功负荷在两台机组间进行分配，当两台机组能耗（或成本）微增率相等时，总的能耗（或成本）将达到最小，这就是时，总的能耗（或成本）将达到最小，这就是等微增率准则等微增率准则；水、火电厂联合运行的系统中，可以通过水、火电厂联合运行的系统中，可以通过水煤换算系数水煤换算系数将水电厂等值成火将水电厂等值成火电厂，然后应用等微增率准则。水煤换算系数的选取应使在指定运行周期电厂，然后应用等微增率准则。水煤换算系数的选取应使在指定运行周期内的给定用水量恰好用完；内的给定用水量恰好用完；电网电网无功优化无功优化以及以及无功
22、补偿容量优化配置无功补偿容量优化配置也满足等微增率准则；也满足等微增率准则；了解了解网损修正系数网损修正系数在电厂间负荷经济分配中的意义和作用在电厂间负荷经济分配中的意义和作用2021/9/2122习题习题Huazhong University of Science and TechnologyEx 14-8，14-9有志者事竟成，破釜沉舟，百二秦关终属楚；有志者事竟成，破釜沉舟，百二秦关终属楚；苦心人天不负，卧薪尝胆，三千越甲可吞吴！苦心人天不负，卧薪尝胆，三千越甲可吞吴！2021/9/2123To be continuedHuazhong University of Science and Technology2021/9/2124