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1、电力系统的有功功率 和频率调整 第五章第五章 2013年年6月月 问题的提出 针对电力系统针对电力系统优质、经济优质、经济的要求的要求 电能质量电能质量的三个方面:的三个方面:频率质量:主要与频率质量:主要与有功分配和频率调整有功分配和频率调整有关(第五章)有关(第五章)电压质量:主要与电压质量:主要与无功分配和电压调整无功分配和电压调整有关(第六章)有关(第六章)波形质量:波形畸变与波形质量:波形畸变与谐波及其治理谐波及其治理有关。有关。经济性经济性:电力系统研究领域的一个重要问题,电力系统研究领域的一个重要问题,由于学由于学时限制,不作为基本内容。时限制,不作为基本内容。2013/6/17
2、 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 2 目 录 5.1 电力系统有功功率的平衡电力系统有功功率的平衡 5.2 电力系统中有功功率的最优分配电力系统中有功功率的最优分配 5.3 电力系统的频率调整电力系统的频率调整 本章小结本章小结 作业作业 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 3 5.1 电力系统有功功率的平衡 有功负荷的变动和调整控制有功负荷的变动和调整控制 有功负荷曲线的预计有功负荷曲线的预计 有功功率电源和备用容量有功功率电源和备用容量 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 4 有功
3、负荷的变动和调整控制 P实际不规则的负荷变动实际不规则的负荷变动 P1第一种负荷变动第一种负荷变动 P2第二种负荷变动第二种负荷变动 P3第三种负荷变动第三种负荷变动 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 5 有功负荷的变动和调整控制 变动幅度很小,周期很短变动幅度很小,周期很短(一般为一般为10s以内以内),有很大的有很大的偶然性偶然性,主,主要由中小型用电设备的投切引起。要由中小型用电设备的投切引起。(偶然分量、随机分量)偶然分量、随机分量)变动幅度较大,周期较长变动幅度较大,周期较长(一般(一般为为10s到几分钟),主要由到几分钟),主要由冲击性冲
4、击性负荷(如电炉、压延机械、电气负荷(如电炉、压延机械、电气机车等)引起。(机车等)引起。(脉动分量脉动分量)变动幅度最大,周期最长,变动幅度最大,周期最长,由生由生产、生活、气象等变化引起的缓产、生活、气象等变化引起的缓慢的持续负荷变动,慢的持续负荷变动,基本可预测基本可预测,可编制为负荷曲线。可编制为负荷曲线。(持续分量、(持续分量、周期分量)周期分量)2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 6 有功负荷的变动和调整控制 电力系统中电力系统中负荷变动的幅度愈大,周期就愈长。负荷变动的幅度愈大,周期就愈长。一次调整一次调整 二次调整二次调整 三次调整三次
5、调整 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 7 频率调整任务的分配频率调整任务的分配 针对针对第一种负荷变动第一种负荷变动引起的频率偏移引起的频率偏移 由发电机组的由发电机组的调速器调速器自动跟踪调整自动跟踪调整 一次一次 调频调频 针对针对第二种负荷变动第二种负荷变动引起的频率偏移引起的频率偏移 通过手动或自动发电控制(通过手动或自动发电控制(AGC)操)操作发电机组的作发电机组的调频器调频器进行调整进行调整 承担二次调频任务的发电厂称为承担二次调频任务的发电厂称为调频厂调频厂,其母线通常可设为其母线通常可设为平衡节点平衡节点 二次二次 调频调频 按按
6、经济调度经济调度的原则分配的原则分配第三种第三种有规律变有规律变化的负荷,责成各发电厂按给定发电负化的负荷,责成各发电厂按给定发电负荷曲线发电(荷曲线发电(负荷监视厂)负荷监视厂)三次三次 调频调频 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 8 有功功率负荷曲线的预计 电力系统负荷预测电力系统负荷预测的重要内容的重要内容 调度部门预先编制的调度部门预先编制的日负荷曲线日负荷曲线大体反映了大体反映了第三种负第三种负荷变动荷变动,是制定调度计划(,是制定调度计划(三次调整三次调整)的主要依据)的主要依据 预测方法预测方法 传统方法传统方法 (经验法)(经验法)新
7、方法新方法 回归分析、时间序列法、神经网络,等回归分析、时间序列法、神经网络,等 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 9 编制有功日负荷曲线的传统方法 累积累积实测实测的有功功率日负荷曲线,进行的有功功率日负荷曲线,进行加工加工 收集用电大户申报的未来若干天的收集用电大户申报的未来若干天的预计预计负荷负荷 参照长期积累的参照长期积累的实测实测数据,汇总、调整数据,汇总、调整用电负荷用电负荷 计入计入网络损耗网络损耗,得到,得到供电负荷供电负荷 在可投入的发电容量中扣除在可投入的发电容量中扣除厂用电厂用电,得到可承担系,得到可承担系统负荷的统负荷的发电容
8、量发电容量 加工原则加工原则:加工前后最大、最小:加工前后最大、最小负荷及曲线下的面积相等负荷及曲线下的面积相等 1 2 3 4 5 实测实测 加工后加工后 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 10 网络损耗和厂用电 网络损耗网络损耗 一般占系统总负荷的一般占系统总负荷的6-10%不变损耗不变损耗:与负荷大小无关(变压器空载损耗):与负荷大小无关(变压器空载损耗)可变损耗可变损耗:与负荷的平方成正比(变压器和线路电:与负荷的平方成正比(变压器和线路电阻中的损耗)阻中的损耗)厂用电厂用电 发电厂本身消耗的功率(发电厂本身消耗的功率(自用功率自用功率)各类
9、发电厂的各类发电厂的厂用电占电厂最大负荷厂用电占电厂最大负荷的比例:的比例:水电厂水电厂0.1%1%;火电厂火电厂5%8%;核电厂核电厂4%5%“网损率”和“厂用电率”都是“网损率”和“厂用电率”都是电量电量考核指标。考核指标。注意注意 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 11 电力系统的有功功率电源 电力系统电力系统有功电源:有功电源:(主要是)(主要是)各类发电厂的发电机各类发电厂的发电机 电力系统电力系统可供调度的电源容量可供调度的电源容量:各发电厂各发电厂可投入可投入发电设备的发电设备的可发可发功率之和功率之和 可供调度的电源容量可供调度的电源
10、容量0,则,则 PAB0,AB的功率增大的功率增大 若若B系统功率缺额系统功率缺额PB=0,且且PA0,则则 PAB0,A B的功率减小的功率减小 若若B系统的功率缺额完全由系统的功率缺额完全由A系统增发功率补偿,即系统增发功率补偿,即PB=-PA,则,则f=0,PAB=-PA=PB 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 61 调频厂的选择 调频厂:担负二次调频任务的发电厂调频厂:担负二次调频任务的发电厂 调频厂应满足的基本要求:调频厂应满足的基本要求:调整容量大调整容量大 调整速度快调整速度快 调整范围内的经济性能好调整范围内的经济性能好 调整时不至于
11、引起系统内部或系统间联络线工作困难调整时不至于引起系统内部或系统间联络线工作困难 调频厂调频厂选取原则选取原则:一般选择一般选择水电厂水电厂作为调频厂作为调频厂 当没有水电厂或丰水期水电厂不宜承担调频任务时,当没有水电厂或丰水期水电厂不宜承担调频任务时,选择选择中温中压火电厂中温中压火电厂为调频厂为调频厂 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 62 本章小结 三类负荷变动及相应三种频率调整的含义三类负荷变动及相应三种频率调整的含义 各种有功备用的概念和含义各种有功备用的概念和含义 各类发电厂的运行特点和组合顺序各类发电厂的运行特点和组合顺序 发电机组的发电机组的频率特性频率特性:单位调节功率、调差系数(有名:单位调节功率、调差系数(有名值、标么值)的含义和计算值、标么值)的含义和计算 负荷的负荷的频率特性频率特性:单位调节功率(有名值、标么值)的含:单位调节功率(有名值、标么值)的含义和计算义和计算 频率频率一次调整一次调整/二次调整二次调整的原理、含义和计算(含互联系统的原理、含义和计算(含互联系统联络线功率计算)联络线功率计算)调频厂应满足的基本要求和选取原则调频厂应满足的基本要求和选取原则 2013/6/17 电力系统的有功功率和频率调整电力系统的有功功率和频率调整 63