第四章电力系统有功功率和频率调整课件.ppt

1、2015年年10月月校训：勤慎公忠校训：勤慎公忠第四章第四章2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整14.1 有功平衡与频率调整有功平衡与频率调整4.2 电力系统的频率特性电力系统的频率特性4.3 电力系统的频率调整电力系统的频率调整4.4 各类发电厂的合理利用各类发电厂的合理利用4.5 电力系统有功功率的最优分配电力系统有功功率的最优分配 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整2对用户对用户(负荷负荷)的影响的影响 电动机转速改变、出力降低，电动机转速改变、出力降低，工业产品残次品工业产品残次品、电子设备、电子设备准确度降低准确度降低

2、对发电厂的影响对发电厂的影响 水泵、风机等异步机出力降低，汽轮机叶片谐振缩短寿命水泵、风机等异步机出力降低，汽轮机叶片谐振缩短寿命对电力系统的影响对电力系统的影响 互联电力系统解列互联电力系统解列、发电机解列、发电机解列正常运行频率允许范围为正常运行频率允许范围为50500.2Hz 0.2Hz 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整3u频率与发电机转速的关系频率与发电机转速的关系 在正常运行条件下，在正常运行条件下，全系统各点频率都相等，所有发电机全系统各点频率都相等，所有发电机保持同步运行保持同步运行，每一台发电机与系统频率关系为：，每一台发电机与系统频率关系为

3、：Hz60npfnp：发电机转速：发电机极对数转速转速n取决于原动机机械功率取决于原动机机械功率PT和发电机输出的电磁功率和发电机输出的电磁功率PE 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整4u频率改变的根源频率改变的根源负荷功率变化负荷功率变化505050ELDLDETLDETELDETEPPPPPfHzPPPPfHzPPPPfHz电磁功率跟随负荷功率的变化正常时：，当突增时，突增，转速降低，当突减时，突减，转速增加，结论：负荷经常变化，频率偏移不可避免，如何调整结论：负荷经常变化，频率偏移不可避免，如何调整 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功

4、功率与频率调整5u有功功率负荷的变化有功功率负荷的变化有功负荷变化曲线有功负荷变化曲线 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整6u有功功率负荷的调整有功功率负荷的调整有功负荷变化曲线有功负荷变化曲线 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整7u有功功率平衡有功功率平衡GCLDLPPPP 当电力系统当电力系统负荷增加时负荷增加时，网络损耗也将增加，各，网络损耗也将增加，各类发电厂必须增加发电量才能维持整个系统的有功功类发电厂必须增加发电量才能维持整个系统的有功功率平衡，进而维持系统频率稳定。率平衡，进而维持系统频率稳定。需要备用容量需要备

5、用容量2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整8u备用容量备用容量系统备用容量系统备用容量 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整9u备用容量备用容量按性质分按性质分 负荷备用负荷备用 (2%-5%)PM 事故备用事故备用 (5%-10%)PM 检修备用检修备用 (4%-5%)PM 国民经济备用国民经济备用 (3%-5%)PM系统备用容量系统备用容量 只有拥有适当的备用容量，讨论有功分配和频率调整才有意义。只有拥有适当的备用容量，讨论有功分配和频率调整才有意义。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整10u备

6、用容量备用容量按状态分按状态分热备用热备用(不易过大）不易过大）负荷备用、事故备用负荷备用、事故备用冷备用冷备用 检修备用检修备用、国民经济备用国民经济备用系统备用容量系统备用容量 只有拥有适当的备用容量，讨论有功分配和频率调整才有意义。只有拥有适当的备用容量，讨论有功分配和频率调整才有意义。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整11u电源容量电源容量负荷备用负荷备用(2%-5%)PM事故备用事故备用(5%-10%)PM检修备用检修备用(4%-5%)PM国民经济备用国民经济备用(3%-5%)PM最大发电负荷最大发电负荷PM备用容量备用容量电源容量电源容量一般总备用

7、为一般总备用为(15%-20%)PM 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整124.2.1 4.2.1 系统负荷的有功功率系统负荷的有功功率频率静态特频率静态特性性4.2.2 4.2.2 发电机组的有功功率发电机组的有功功率频率静态特频率静态特性性 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整13u负荷的静态频率性质负荷的静态频率性质 定义：系统处于稳态时，有功负荷随频率的变化特性。定义：系统处于稳态时，有功负荷随频率的变化特性。分类：与频率变化无关、一次方、二次方、三次方、更高分类：与频率变化无关、一次方、二次方、三次方、更高次方成正比的

8、负荷。次方成正比的负荷。23012301231DDNDNDNDNNNNDNNifffPa Pa Pa Pa PfffaaaaPfai：频率为 时系统的有功负荷；：频率与 次方成正比的负荷比重。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整14u负荷的静态频率性质负荷的静态频率性质 标幺值形式：标幺值形式：230123DDNNNNPfffaaaaPfff230123DPaa fa fa f2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整15 例例4.1 某电力系统中，与频率无关的负荷占某电力系统中，与频率无关的负荷占30，与频率，与频率一次方成正比的负荷

9、占一次方成正比的负荷占40，与频率二次方成正比的负荷，与频率二次方成正比的负荷占占10，与频率三次方成正比的负荷占，与频率三次方成正比的负荷占20。求系统频率。求系统频率由由50Hz降到降到48Hz和和45Hz时，相应负荷功率变化百分值。时，相应负荷功率变化百分值。0123230123230.30.40.10.2(1)4848 500.960.30.40.96+0.1 0.96+0.20.96=0.953=1=0.047%=4.7%DDDDaaaaHzfPaa fa fa fPPP解：、频率降到时，系统负荷为负荷变化为：或者2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整1

10、6u负荷的静态频率性质负荷的静态频率性质 在实际计算过程中在实际计算过程中：tan=(MW/()H=13z)DDNDDNDDNDNDDNDDNDDDPPPKfffPPPKPKfffKKKKf标幺值和：负荷的频率调节效应在实际系统中：有功负荷的静态频率特性有功负荷的静态频率特性 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整17 例例 某电力系统中，额定频率为某电力系统中，额定频率为50Hz，总负荷为，总负荷为3000MW，KD*=1.5。求系统频率由。求系统频率由50Hz降到降到48Hz时，相应负荷功率时，相应负荷功率变化及其百分值。变化及其百分值。2023-2-4电力系

11、统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整18u发电机组的功发电机组的功-频静态特性频静态特性 定义：当系统有功平衡遭到破坏，引起频率变化时，定义：当系统有功平衡遭到破坏，引起频率变化时，原动原动机的调速系统机的调速系统将自动改变原动机的进汽（水）量，相应增将自动改变原动机的进汽（水）量，相应增加或者减少发电机的出力。当调速器的调节过程结束，建加或者减少发电机的出力。当调速器的调节过程结束，建立新的稳态时，发电机组的有功立新的稳态时，发电机组的有功-频率静态特性。频率静态特性。u调速系统的工作原理调速系统的工作原理 分类：分类：机械液压调速系统机械液压调速系统和电气液压调速系统和电气液压调

12、速系统 过程：过程：一次调频一次调频(调速器调速器)；二次调频二次调频(调频器调频器/同步器同步器)2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整19u离心式机械液压调速系统离心式机械液压调速系统转速测转速测量元件量元件 放大元放大元件件 执行机执行机构构 同步器同步器 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整20LDETEPPPP当负荷突增时，突增原动机，转速降低2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整21u调速器的工作原理调速器的工作原理实现频率的一次调整实现频率的一次调整发电机输出发电机输出 功率功率增加增加频

13、率频率略低略低于原来值于原来值负荷负荷降低降低发电机输出发电机输出 功率功率减小减小频率频率略高略高于原来值于原来值负荷负荷增大增大 有差调节有差调节2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整22LDETEPPPP当负荷突增时，突增原动机，转速降低2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整23u调频器的工作原理调频器的工作原理实现频率的二次调整实现频率的二次调整调频器完成二次调整调频器完成二次调整 无差调节无差调节2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整24u发电机组的功频静态特性发电机组的功频静态特性对于调速器对

14、于调速器 在实际计算过程中在实际计算过程中：tan=()=2516.7=5(MW/Hz)025GsetGGNGGNGNGGNGGNGGGGPPPKfffPPPKKfPKfffKKKK标幺值和：发电机组的单位调节功率汽轮机：水轮机：发电机组的功频静态特性发电机组的功频静态特性 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整25u发电机组的功频静态特性发电机组的功频静态特性对于调速器对于调速器 在实际计算过程中在实际计算过程中：%11=()%=100=0.040.06=0.020.04GGKK采用调差系数 或者表示时，标幺值汽轮机：水轮机：发电机组的功频静态特性发电机组的功频

15、静态特性 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整26 例例 设电力系统中发电机组的额定容量和调差系数分别设电力系统中发电机组的额定容量和调差系数分别为为:PGN=1000MW,%=2.5,此时此时Pset=500MW,fN=50Hz,求系求系统因为负荷增加频率由统因为负荷增加频率由50Hz降到降到49.5Hz时时,发电机组的有发电机组的有功输出变化量。功输出变化量。1001000100=800(MW/Hz)%502.549.5Hz49.5-500.5Hz=400M%=1W100=GNGNGGNNGGGPPKKfKffPKf 解：根据有系统频率降到时，2023-2-

16、4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整27u发电机组的功频静态特性发电机组的功频静态特性对于调频器对于调频器 在实际计算过程中在实际计算过程中：功频静态特性的平移功频静态特性的平移2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整284.2.3 频率的一次调整（对于单台发电机组）频率的一次调整（对于单台发电机组）4.3.1 频率的一次调整（对于多台发电机组频率的一次调整（对于多台发电机组）4.3.2 频率的二次调整频率的二次调整4.3.3 互联系统的频率调整互联系统的频率调整 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整29fKPGGf

17、KPDDa是原始运行点是原始运行点系统负荷增加系统负荷增加PD0b点点负荷功率的实际增量负荷功率的实际增量fKPPPDDD00负值负值fKPGGb点点fKPGGb点点负值负值fKPGGb点点2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整30 频率最终偏移量由频率最终偏移量由KG和和KD共同决定共同决定00=(MW/Hz)()DGDDGDrrGNDNPK KKfPkkPPKKKf标幺值备用系数0()DGDGDPPPKKfK f 00=GGGDGDGDKPKfPKKPP 发电机组实际有功输出为：系统的单位调节功率系统的单位调节功率GDDPPP02023-2-4电力系统有功功率

18、与频率调整电力系统有功功率与频率调整31 例例 设某系统中发电机组的额定容量和调差系数分别设某系统中发电机组的额定容量和调差系数分别为为:PGN=1000MW,%=2.5,系统有功负荷的频率调节系数系统有功负荷的频率调节系数KD*=1.5。此时此时PDN=500MW,fN=50Hz,(1)求系统负荷变化增求系统负荷变化增加加10%时的稳态频率。时的稳态频率。(2)如频率容许降低如频率容许降低0.2Hz,系统能承系统能承担的负荷增量。担的负荷增量。000.0613=800Hz(MW/Hz)15(MW/Hz)=815(MW/Hz)(1)10%=(2)0.2Hz=0.2Hz=8150.249.08M

19、W 50=163MMWWGDDNNDGDDGGDKKPfKK KKfPKPKffPK f 解：，系统负荷增加时的频率偏移，频率降低，即，系统能承担的负荷增量2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整32 频率最终偏移量由频率最终偏移量由KG1、KG2、KG3和和KD共同决定共同决定011011=()(MW/H)z)nDGDGiDinGiGiNiDGDDnGrrnrGiNDiiNiNPK KKKKfKPPKKKKfPkkkPP标幺值备用系数注意：当第注意：当第i台机组台机组已经满载时，相应已经满载时，相应的的KGi=0。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统

20、有功功率与频率调整33 例例4-2 某电力系统中某电力系统中,一半机组的容量已完全利用一半机组的容量已完全利用;占总容量的占总容量的1/4的火的火电厂尚有电厂尚有10%备用容量备用容量,其单位调节功率为其单位调节功率为16.6;占总容量占总容量1/4的水电厂的水电厂尚有尚有20%备用容量备用容量,其单位调节功率为其单位调节功率为25;系统有功负荷频率调节效应系统有功负荷频率调节效应系数系数KD*=1.5。试求。试求:(1)系统单位调节功率系统单位调节功率K*。(2)负荷功率增加负荷功率增加5%时时稳态频率稳态频率f。(3)如频率容许降低如频率容许降低0.2Hz,系统能够承担负荷增量。系统能够承

21、担负荷增量。11=0.50.250.90.250.80.925=1 0.925=1.081=0.50+0.25 16.6+0.2525=10.4=1.081 10.4+1.5=12.742nGNGiNiDNrGNDNnGiGiNiGGNGDrPPPkPPKPKPKKKk解：（1）令发电机总额定功率：=1，系统负荷功率为：备用系数：于是2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整34 例例4-2 某电力系统中某电力系统中,一半机组的容量已完全利用一半机组的容量已完全利用;占总容量的占总容量的1/4的火的火电厂尚有电厂尚有10%备用容量备用容量,其单位调节功率为其单位调节功

22、率为16.6;占总容量占总容量1/4的水电厂的水电厂尚有尚有20%备用容量备用容量,其单位调节功率为其单位调节功率为25;系统有功负荷频率调节效应系统有功负荷频率调节效应系数系数KD*=1.5。试求。试求:(1)系统单位调节功率系统单位调节功率K*。(2)负荷功率增加负荷功率增加5%时时稳态频率稳态频率f。(3)如频率容许降低如频率容许降低0.2Hz,系统能够承担负荷增量。系统能够承担负荷增量。020=1.081 10.4+1.5=12.742%0.0512.742(3).,=0.004=12.7420.0045.079 10rGDDDKKKPfKPfkfK 0 2Hz解：（2）系统负荷增加5

23、时的频率偏移为频率降低即，系统能够承担负荷增量2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整35efdfadaefKfKKPPDGGD)(00a是原始运行点是原始运行点系统负荷增加系统负荷增加PPD0D0机组增发功率机组增发功率PPG0G0KPPfGD002023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整36u一次调频和二次调频的区别：一次调频和二次调频的区别：当负荷变化时当负荷变化时，配置了调速器的机组，只要还有，配置了调速器的机组，只要还有可调容量，都毫无例外的按各自的可调容量，都毫无例外的按各自的K KG G静态特性参静态特性参与一次调频与一次调频

24、而频率的二次调整一般只是由一台或者少数几台而频率的二次调整一般只是由一台或者少数几台发电机组发电机组(一个厂或几个厂一个厂或几个厂)承担，这些机组承担，这些机组(厂厂)称为称为调频机组（厂）调频机组（厂）2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整37u按照是否承担二次调整可将电厂分为按照是否承担二次调整可将电厂分为 主调频厂主调频厂：负责全系统的二次调整：负责全系统的二次调整(一般只有一两一般只有一两个电厂个电厂)辅助调频厂辅助调频厂：只在系统超过某一规定的偏移范围：只在系统超过某一规定的偏移范围时才参与调整，这样的电厂一般也只有少数几个时才参与调整，这样的电厂一般也

25、只有少数几个非调频厂非调频厂：在系统正常运行情况下按预先给定的：在系统正常运行情况下按预先给定的负荷曲线发电负荷曲线发电2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整38u选择主调频厂应满足以下条件：选择主调频厂应满足以下条件：机组要有足够的调整容量及范围机组要有足够的调整容量及范围 调频机组具有能适应负荷变化需要的调整速度调频机组具有能适应负荷变化需要的调整速度 调整输出功率时符合安全及经济原则调整输出功率时符合安全及经济原则水电厂：不受最小技术负荷限制，出力范围较宽，调节速度快水电厂：不受最小技术负荷限制，出力范围较宽，调节速度快(从从空载到带满负荷运行只需空载到带满

26、负荷运行只需4-5min)火电厂：受最小技术负荷限制，出力范围较宽，调节速度快火电厂：受最小技术负荷限制，出力范围较宽，调节速度快(从停从停机到开机并满负荷运行需要几小时到十几小时机到开机并满负荷运行需要几小时到十几小时)枯水期：水电厂枯水期：水电厂+效率较低火电厂；丰水期：效率较低火电厂。效率较低火电厂；丰水期：效率较低火电厂。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整39 例例4-4 设系统中各类发电机组的台数、容量和它们的调差系数分别为设系统中各类发电机组的台数、容量和它们的调差系数分别为 水轮机组水轮机组 G1 100MW5台台=500MW，%=2.5 G2

27、75MW5台台=375MW，%=2.75 汽轮机组汽轮机组 G3 100MW6台台=600MW，%=3.5 G4 50MW20台台=1000MW，%=4.0 较小容量汽轮机合计较小容量汽轮机合计 G5 1000MW，%=4.0 系统额定频率为系统额定频率为50Hz，总负荷为，总负荷为3000MW，负荷响应系数，负荷响应系数KD*=1.5。试计算在以下情况下，系统总负荷增加导试计算在以下情况下，系统总负荷增加导3300MW时，系统频率的变时，系统频率的变化情况和各类机组所增加的功率、化情况和各类机组所增加的功率、(1)全部机组参加一次调频；全部机组参加一次调频；(2)仅仅有水轮机组参加一次调频。

28、有水轮机组参加一次调频。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整40AAGAABDAfKPPPBBGBABDBfKPPPfffBAPAB对系统对系统A相当相当于负荷增量，对系于负荷增量，对系统统B相当于发电功相当于发电功率增量。率增量。对对A系统：系统：对对B系统：系统：重点关注：频率偏移重点关注：频率偏移f和联络线交换功率和联络线交换功率PAB 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整41u频率偏移频率偏移f()()DADBGAGBDGABABPPPPPPfKKKK 若互联系统二次调频的发电功率增量若互联系统二次调频的发电功率增量 等于

29、全系等于全系统负荷增量统负荷增量 时，可实现无差调节，即时，可实现无差调节，即 。GPDP0f系统负荷增量系统负荷增量发电功率增量发电功率增量功率缺额功率缺额2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整42u联络线交换功率联络线交换功率PAB()()ADBGBBDAGAABABKPPKPPPKK当当A、B两系统都进行二次调整，且两系统的功率缺额与两系统都进行二次调整，且两系统的功率缺额与其单位调节功率成比例时，即其单位调节功率成比例时，即 DAGADBGBABPPPPKK联络线上的交换功率增量联络线上的交换功率增量 为为零零。ABP2023-2-4电力系统有功功率与频率

30、调整电力系统有功功率与频率调整43 例例4-7 两系统由联络线连接为互联系统。正常运行时，联络线上没有两系统由联络线连接为互联系统。正常运行时，联络线上没有交换功率流通。两系统的容量分别为交换功率流通。两系统的容量分别为1500MW和和1000MW，各自的单，各自的单位调借频率（分别以两系统容量为基准的标幺值）如图所示。设位调借频率（分别以两系统容量为基准的标幺值）如图所示。设A系系统负荷增加统负荷增加100MW，试计算下列情况的频率变化增量和联络线上流，试计算下列情况的频率变化增量和联络线上流过的交换功率。过的交换功率。（1）A、B两系统的机组都参加一、二次调频，两系统的机组都参加一、二次调

31、频，A、B两系统都增发两系统都增发50MW。（2）A、B两系统的机组都参加一次调频，两系统的机组都参加一次调频，A系统有机组参加二次调频，增发系统有机组参加二次调频，增发60MW。（3）A、B两系统的机组都参加一次调频，两系统的机组都参加一次调频，B系统有机组参加二次调频，增发系统有机组参加二次调频，增发60MW。（4）A系统所有机组都参加一次调频，且有部分机组参加二次调频，增发系统所有机组都参加一次调频，且有部分机组参加二次调频，增发60MW，B系统有一机组参加一次调频，另一半机组不能参加调频。系统有一机组参加一次调频，另一半机组不能参加调频。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系

32、统有功功率与频率调整44u有功功率最优分配有功功率最优分配有功功率电源的最优组合有功功率电源的最优组合4.4小结小结有功功率负荷的最优分配有功功率负荷的最优分配4.5小结小结最优分配最优分配2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整45u发电厂主要类型：发电厂主要类型：火电厂、水电厂和核电厂火电厂、水电厂和核电厂 火电厂：超临界压力火电厂：超临界压力(锅炉蒸汽压力锅炉蒸汽压力22.11Mpa，温度，温度5500C)、亚临界压力亚临界压力(锅炉蒸汽压力锅炉蒸汽压力16.7Mpa，温度，温度5400C)、超高压超高压(锅炉蒸汽压力锅炉蒸汽压力13.8Mpa，温度，温度54

33、00C)、高温高压高温高压(锅炉蒸汽压力锅炉蒸汽压力9.9Mpa，温度，温度5400C)、中温中压中温中压(锅炉蒸汽锅炉蒸汽压力压力3.9Mpa，温度，温度4500C)和低温低压。和低温低压。水电厂：水电厂：不受最小技术负荷限制，出力范围较宽，调节速不受最小技术负荷限制，出力范围较宽，调节速度快度快(从空载到带满负荷运行只需从空载到带满负荷运行只需4-5min)核电厂：运行费用低，建成后尽可能利用，承担基本不变核电厂：运行费用低，建成后尽可能利用，承担基本不变的负荷。的负荷。2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整46枯枯水水期期 丰丰水水期期 2023-2-4电力

34、系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整474.5.1 发电机组的发电机组的耗量特性耗量特性4.5.2 目标函数和约束条件目标函数和约束条件4.5.3 等耗量微增准则等耗量微增准则4.5.4 多个发电厂间的负荷经济分配多个发电厂间的负荷经济分配 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整48耗量特性耗量特性：反映发电设备反映发电设备(或其组合或其组合)单位时间内单位时间内能量输能量输入和输出关系入和输出关系的曲线，称为设备的曲线，称为设备(或其组合或其组合)的耗量特性。的耗量特性。火电机组的耗量特性火电机组的耗量特性 水电机组的耗量特性水电机组的耗量特性 20

35、23-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整49耗量微增率耗量微增率：耗量特性曲线上耗量特性曲线上某点切线的斜率某点切线的斜率称为该点称为该点的耗量微增率的耗量微增率=dF/dP。火电机组的耗量特性火电机组的耗量特性 耗量微增率曲线耗量微增率曲线 2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整50有功负荷最优分配目的有功负荷最优分配目的：在满足对一定负荷持续供电：在满足对一定负荷持续供电的前提下的前提下,使发电设备单位时间内消耗的能源使发电设备单位时间内消耗的能源最少最少。11221min()()()()nGGnGniGiiFF PF PF PF P1

36、21minmaxminmax(1,2,)(1,2,)nGGGnGiLDiGiGiGiGiGiGiPPPPPPPPinQQQin目标函数：目标函数：约束条件：约束条件：目标：目标：如何如何在满足约束条件下使在满足约束条件下使F最小？最小？2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整51如何如何在满足约束条件下使在满足约束条件下使F最小：最小：两台机组为例两台机组为例1122min()()GGFF PF P121min11max2min22maxGGLDGGGGGGPPPPPPPPP目标函数：目标函数：约束条件：约束条件：两台机组并联运行两台机组并联运行 112212()(

37、)GGGGdF PdF PdPdP推导结果：推导结果：等耗量微增率准则等耗量微增率准则2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整52不计网损不计网损的有功最优分配的有功最优分配采用拉格朗日乘数法采用拉格朗日乘数法1122121min()()()GGnGnnGGGnGiLDiFF PF PF PPPPPP1()nGiLDiLFPP目标函数：目标函数：拉格朗日函数：拉格朗日函数：()(1,2,)iGiGidF PindP推导结果：推导结果：等耗量微增率准则等耗量微增率准则2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整53不计网损不计网损的有功最优分配

38、的有功最优分配如何计算如何计算12()(1,2,)GGGnLDiGiGiPPPPdF PindPminmax(1,2,)GiGiGiPPPin推导结果：推导结果：约束条件：约束条件：有功功率值越限时有功功率值越限时,按其限值按其限值(上限或下限上限或下限)分配负荷分配负荷,剩余功率在其他机组间重新按等微增率准则分配。剩余功率在其他机组间重新按等微增率准则分配。n个方程个方程n个解个解2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整54计及网损计及网损的有功最优分配的有功最优分配采用拉格朗日乘数法采用拉格朗日乘数法1122121min()()()GGnGnnGGGnGiLiL

39、DFF PF PF PPPPPPP1()LnGiLDiLFPPP目标函数：目标函数：拉格朗日函数：拉格朗日函数：()()1(1,2,1),)(iLGiiGiiGiGiGidF PdPF PiPPndPd推导结果：推导结果：网损修正系数网损修正系数网损微增率网损微增率2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整55 例例4-8 某火电厂三台机组并联运行，各机组的燃料消耗特性及功率约某火电厂三台机组并联运行，各机组的燃料消耗特性及功率约束条件如下：束条件如下：F1=4+0.3PG1+0.0007P2G1t/h,100MWPG1 200MW F2=3+0.32PG2+0.00

40、04P2G2t/h,120MWPG1 250MW F3=3.5+0.3PG3+0.00045P2G3t/h,150MWPG1 300MW 试确定当总负荷分别为试确定当总负荷分别为400MW、700MW和和600MW时，发电厂间功时，发电厂间功率的经济分配（不计网损的影响），且计算总负荷为率的经济分配（不计网损的影响），且计算总负荷为600MW时经济时经济分配比平均分担节约多少煤？分配比平均分担节约多少煤？2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整56电力系统的频率特性（电力系统的频率特性（掌握公式及含义掌握公式及含义）电力系统的频率调整（电力系统的频率调整（一次有差调频、一次有差调频、二二次无差调频）次无差调频）电力系统有功负荷的最优分配（电力系统有功负荷的最优分配（掌握发电掌握发电机组耗量特性和耗量微增率等概念，如何机组耗量特性和耗量微增率等概念，如何经济分配，如例题经济分配，如例题4-8）2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整574-7 一次调频计算一次调频计算4-10 互联系统的频率偏移和联络线功率变化量互联系统的频率偏移和联络线功率变化量4-12 有功负荷最优分配有功负荷最优分配2023-2-4电力系统有功功率与频率调整电力系统有功功率与频率调整58