发布时间 : 星期四 文章电力系统稳态分析知识点汇总更新完毕开始阅读7d79da51da38376baf1faeb3
二、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有分配有两个主要内容，包括有功功率电源的最优组合和有功功率负荷的最优分配。
有功功率电源的最优组合
是指系统中发电设备或发电厂的合理组合。通常所说的机组的合理开停，包括三个部分: 1.机组的最优组合顺序 2.机组的最优组合数量 3.机组的最优开停时间
涉及的是系统中冷备用容量的合理分布问题。
各类发电厂的运行特点和合理组合
只对各类发电机的运行特点及对它们承担负荷的合理顺序作一说明
1.各类发电厂的运行特点 火力发电厂的特点有
(1)火力发电厂的锅炉和汽轮机都有一个技术最小负荷，也就是约束条件，锅炉的技术最小负荷取决于锅炉燃烧的稳定性，其值约为额定负荷的25%~70%，因锅炉类型和燃料种类而异。汽轮机的技术最小负荷约为额定负荷的10%~15%
(2)火力发电厂锅炉和汽轮机的退出运行和再度投入不仅要耗费能量，而且要花费时间，又易于损坏设备。
(3)火力发电厂的锅炉和汽轮机承担急剧变动的负荷时，也是既要额外耗费能量，又花费时间。
(4)火力发电厂锅炉和汽轮机的高温高压设备效率高，可以灵活调节的范围窄。中温中压设备效率较前者低，但可以灵活调节的范围较前者宽。低温低压设备效率最低，技术经济指标最差。
(5)热电厂(供热式火力发电厂)与一般火电厂的区别在于热电厂的技术最小负荷取决于其热负荷，因而称强迫功率。由于热电厂抽气供热，其效率较高.
17
原子能发电厂的特点有:
(1)原子能发电厂反应堆的负荷基本上没有限制，因此，其技术最小负荷主要取决于汽轮机，也约为额定负荷的10%。
(2)原子能发电厂的反应堆和汽轮机退出运行和再度投入皆承担急剧变动负荷时，也要耗费能量、花费时间，且易于损坏设备。
(3)原子能发电厂的一次投资大，运行费用小。 水力发电厂的特点有:
(1)为综合利用水能，保证河流下游的灌溉、通航，水电厂必须向下游释放一定水量，释放这部分水量的同时发出的功率也是强迫功率。
(2)水电厂的水轮机也有一个技术最小负荷，其值因水电厂的具体条件而异。
(3)水电厂的水轮机退出运行和再度投入不需耗费很多能量，也不需花费很多时间，操作简单。这是水电厂的主要优点之一。
(4)水电厂的水涛仑机承担急剧变动负荷时，不需额外耗费能量和花费时间。
(5)水电厂水头过分低落时，水轮发电机组可发的功率要降低。水电厂不总能承担额定容量范围内的负荷。
(6)水电厂按其有无调节水库、调节水库的大小或其功能分为无调节、日调节、季调节、年调节、多年调节和抽水蓄能等几类。
抽水蓄能水电厂起的是调峰作用。在其上、下方各有一水库，系统负荷出现低谷时，抽水至上水库，储蓄水能;系统负荷出现高峰时，放水至下方水库，同时发电.因此，其水源仅需维持泄漏和蒸发所需水量。
2.各类发电厂的合理组合
火电厂 承担基本不变的负荷。避免频繁开停设备或增减负荷。高温高压电厂因效率最高，应优先投入，在负荷曲线的更基底部分运行。中温中压电厂、低温低压电厂设备陈旧，效率很低，只能在高峰负荷期间发必要的功率。
原子能电厂 可调容量大，一次投资大，运行费用小，应持续承担额定容量负荷，在负荷曲线的基底部分运行。
无调节水库水电厂 全部功率应首先投入。
有调节水库水电厂 强迫功率都不可调，应首先投入。在洪水季节，为防止弃水，优先投入;在枯水季节则恰相反，应承担高峰负荷。在耗尽日耗水量的前提下，枯水季节水电厂可
18
调功率用于调峰，使火电厂的负荷更平稳.从而减少设备开停或负荷增减，从而节约总的燃料消耗。
抽水蓄能电厂 在低谷负荷时，其水轮发电机组作电动机水泵方式运行，因而应作负荷考虑。在高峰负荷时发电，与常规水电厂无异。
虽然抽水蓄能、放水发电循环的总效率只有70%左右，但因这类电厂的介入，使火电厂的负荷进一步平稳，就系统总体而言，是很合理的。这类电厂常伴随原子能电厂出现，其作用是确保原子能电厂有平稳的负荷。但系统中严重缺乏调节手段时，也考虑建设这类电厂。
有功功率负荷的最优分配 1、概述
最优化 人们为某个目的而选择的一个“最好”方案或一组“得力”措施以取得“最佳”效果这样一个宏观过程
有功功率负荷的最优分配 是指系统的有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间的合理分配。经典的方法是按等耗量微增率准则进行分配，现代采用数学规划的方法。
电力系统最优运行 是电力系统分析的一个重要分支，研究的问题主要是在保证用户用电需求的前提下，如何优化地调度系统中各发电机组和系统中可调状态变量的运行工况，从而使系统发电所消耗的总燃料耗量或网络损耗达到最小。
在电力系统中，由于各个发电厂的形式可能不同，它们的经济性各不相同。因此，系统的有功负荷(包括网络损耗)在电厂和机组间的不同分配，将影响到整个系统运行的经济性。在系统各节点的负荷都已知的情况下，如何分配发电机和补偿设备的功率，使得所有设备不发生过载、全部母线电压都满足要求，并且使得全系统运行最为经济，玲这便属于电力系统运行方式的优化问题。 优化问题的数学描述：
求解问题的变量，在满足等式和不等式函数约束的条件下，使目标函数达到最小。
2.火力发电厂之间的有功功率经济分配
经典的经济调度在决定全系统的总有功负荷和损耗在发电机之间的经济分配时，只计及发电机组有功出力的限制，而不考虑其它安全约束和电压要求，其目标是使全系统的总燃料消耗量(或总费用)最少。
19
1)火力发电机组的燃料消耗特性
对于纯火电系统，发电厂的燃料费用主要与发电机输出的有功功率有关，这种反映单位时间内发电设备的能量消耗与发出的有功功率之间的关系称为耗量特性。燃料消耗用含热量为29.31MJ/kg的标准煤重量表示。
耗量微增率? 单位时间内输入能量微增率与输出功率微增量的比值。耗量特性曲线某点切线的斜率。
2)不计网损变化影响的有功功率经济分配
不计网损变化影响的有功功率经济分配，是指网络中的总有功功率损耗假定与发电机之间的有功功率分配情况无关。
各个发电机的出力都不超过容许范围的前提下，全系统总的燃料消耗量达到最小。 等微增率准则作如下物理解释:
煤耗微增率是机组增加单位出力时所增加的燃料消耗量。如果在某一有功功率分配情况下，各机组的煤耗微增率不等，例如机组i的煤耗微增率小于机组j，在此情况下，若将机组i的出力增加一个微小增量并同时将机组j减少同一数量，使功率仍保持平衡，则其结果是机组i因此而增加的燃料消耗量将小于机场减少的燃料消耗量，即可以使全系统的燃料消耗量减少，由此说明应该增加机组i的出力并减少场的出力，直至它们的煤耗微增率相等为止。
三、电力系统的频率调整 （一）概述
频率是电力系统运行的一个重要的指标，直接影响着负荷的正常运行。负荷要求频率的偏差一般应控制在(?0.2~?0.5)Hz的范围内。
一般而言，系统综合负荷的有功功率与频率大致呈一次方关系。
要维持频率在正常的范围内，其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。 在频率调整前，必须了解电力系统负荷、发电机组及电力系统的频率特性。
负荷是随时间不断变化的，其中包括变化幅度较小、变化周期较短的随机分量，以及变化幅度稍大、变化周期稍长的脉动分量和连续变化的部分。要调整.句虑机的有功出力使之随时与负荷相适应，目前所采用的方法是针对不同的变化分量采取不同的手段。
20