1、會計學(xué)1有功頻率有功頻率3.使發(fā)電機出力降低。發(fā)電機兩端的風(fēng)扇的進風(fēng)量減?。L(fēng)冷發(fā)電機）,冷卻條件變壞,如果仍維持出力不變,則發(fā)電機的溫度升高,可能超過絕緣材料的溫度允許值,為了使溫升不超過允許值,勢必要降低發(fā)電機出力。 片振動應(yīng)力大大增加,如時間過長,葉片可能損傷甚至斷裂； 4.當(dāng)?shù)皖l運行時,造成火電廠的給水泵、風(fēng)機、磨煤機等輔助設(shè)備的出力也將下降,從而 影響電廠的出力。其中影響最大的是高壓給水泵和磨煤機,由于出力的下降,使電網(wǎng)有功電源更加缺乏,致使頻率進一步下降,造成惡性循環(huán)。即出現(xiàn)“頻率崩潰”現(xiàn)象。 第2頁/共78頁第1頁/共78頁當(dāng)發(fā)電機為同步轉(zhuǎn)速nN時，則發(fā)電機發(fā)出的電壓的頻率為fN

2、 。 由同步發(fā)電機機轉(zhuǎn)速公式可知：60NNpnf )(mmPM)(eePM)(eNn當(dāng)發(fā)電機輸出有功發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩平衡破壞，是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化，引起頻率的變化 。 fnMMMpeme)(第3頁/共78頁第2頁/共78頁fnpMmpmMee不變發(fā)電機負荷)()(例如：發(fā)電機負荷增加時，電磁功率增加，發(fā)電機轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致頻率下降；只有增加發(fā)電機機械功率，才能使轉(zhuǎn)速回到同步轉(zhuǎn)速； 為了保證系統(tǒng)的頻率不變，必須使發(fā)電機輸出功率快速跟隨負荷功率的變化（保證轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速）； 發(fā)電機應(yīng)該有一個快速的自動調(diào)速裝置； 系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機輸出有功功率密切相關(guān)，發(fā)電機輸出功率不足f；發(fā)電機輸出功率過剩f

3、；第4頁/共78頁第3頁/共78頁 系統(tǒng)容量越大，頻率的穩(wěn)定性越好 ，我國規(guī)定的頻率范圍： 50Hz(0.20.5)Hz ；根據(jù)能量守恒，電力系統(tǒng)運行中，在任何時刻，系統(tǒng)中所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率總和，每時每刻都必須和系統(tǒng)的總消耗的有功負荷相等，可用公式表示為： 廠用電網(wǎng)損PPPPLG 上式為有功功率平衡公式，平衡一旦破壞，導(dǎo)致頻率變化；第5頁/共78頁第4頁/共78頁注意：系統(tǒng)頻率的下降，會導(dǎo)致系統(tǒng)負荷吸收功率下降，從而，發(fā)電機輸出有功功率和負荷吸收有功功率在低頻下也會達到新的有功功率平衡，只是這種平衡是不希望的（有危害）； 從有功功率平衡公式看，一旦出現(xiàn)如下情況：廠用電網(wǎng)損PPPPLG系統(tǒng)

4、有功功率缺額；嚴重時系統(tǒng)會甩負荷系統(tǒng)有功功率缺額；嚴重時系統(tǒng)會甩負荷為了保證系統(tǒng)的供電可靠性，除保證發(fā)電機輸出功率快速跟隨負荷變化外，還應(yīng)第6頁/共78頁第5頁/共78頁應(yīng)對負荷的突然增長。所以系統(tǒng)還必須具有一定的備用容量 ，即發(fā)電機可能的輸出功率大于系統(tǒng)的總有功消耗；廠用電網(wǎng)損PPPPLGN系統(tǒng)總裝機容量GNPBLGNPPPPP)(廠用電網(wǎng)損有功功率平衡式：總發(fā)電負荷總發(fā)電負荷BLGPPPPP廠用電網(wǎng)損備用容量備用容量第7頁/共78頁第6頁/共78頁有功不足有備用無備用-0-0-0BBBPPP備用容量目的：為了保證電氣設(shè)備檢修、故障和在負荷突然變化時，不至于出現(xiàn)有功功率缺額。為了保證系統(tǒng)的供

5、電可靠性，系統(tǒng)必須設(shè)置備用容量；備用容量分類備用容量分類: 按作用形式分：按作用形式分： 負荷備用：即負荷備用：即調(diào)頻備用容量，一般取(2-5%PLmax) 檢修備用：檢修備用：第8頁/共78頁第7頁/共78頁電氣設(shè)備檢修一般安排在低負荷季節(jié)，若在低負荷季節(jié)能安排下系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機組檢修計劃，可不增設(shè)檢修備用容量 ，否則應(yīng)增設(shè)檢修備用容量； 一般取用5-10% PLmax,并且不小于系統(tǒng)中最大一臺機組的容量；國民經(jīng)濟發(fā)展備用：國民經(jīng)濟發(fā)展備用：一般取用3-5% PLmax; 按機組工作狀態(tài)分：按機組工作狀態(tài)分：熱備用（也稱旋轉(zhuǎn)備用）熱備用（也稱旋轉(zhuǎn)備用）：運轉(zhuǎn)中發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率 與發(fā)電負荷

6、之差；第9頁/共78頁第8頁/共78頁冷備用冷備用：未運轉(zhuǎn)的、但能隨時啟動的發(fā)電設(shè)備可以發(fā)的最大功率(不含檢修中的設(shè)備)；一般負荷的變化是隨機的，且很難找到其規(guī)律；在實際頻率調(diào)整中，一般根據(jù)負荷變化周期長短和幅度大小，將負荷的變化分為三類；圖中，可由三種類型的負荷組成；第10頁/共78頁第9頁/共78頁P P1 1: :變化幅度小，周期短變化幅度小，周期短-偶然性負荷；偶然性負荷；P P2 2: :幅度較大，周期較長幅度較大，周期較長-沖擊性負荷沖擊性負荷( (鍛壓機械、電氣機鍛壓機械、電氣機車車) )；P P3 3: :幅度最大，周期最長，是緩慢持續(xù)變動；幅度最大，周期最長，是緩慢持續(xù)變動；

7、 -可預(yù)見性（主要由工廠的作息制度、生產(chǎn)可預(yù)見性（主要由工廠的作息制度、生產(chǎn), ,人民生活規(guī)人民生活規(guī)律、氣象等引起）；律、氣象等引起）；可編制負荷曲線 為了保證系統(tǒng)的頻率質(zhì)量，根據(jù)負荷的變化必須對發(fā)電機的輸出有功功率進行調(diào)整-稱為；第11頁/共78頁第10頁/共78頁功率變化小，周期短-用發(fā)電機的調(diào)速器進行（每個發(fā)電機都有，各發(fā)電機共同進行）；功率變化較大，周期較長-用調(diào)頻器進行；裝有調(diào)頻器的發(fā)電廠稱為，在系統(tǒng)中只有幾個； 根據(jù)三種負荷變化，也采用三種調(diào)整方法：第12頁/共78頁第11頁/共78頁三次頻率調(diào)整分為了三段；功率變化大，周期長-可作負荷預(yù)計（編制負荷曲線），投入適量的發(fā)電機組來調(diào)

8、整；第13頁/共78頁第12頁/共78頁與頻率變化無關(guān)的負荷，如照明、電阻爐、電弧爐、整流負荷等；電力系統(tǒng)負荷消耗的有功功率與頻率有關(guān)。當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，系統(tǒng)中負荷的有功功率隨頻率變化的特性（系統(tǒng)其它因素不變）稱為負荷的有功功率頻率靜態(tài)特性。根據(jù)電力系統(tǒng)負荷的有功功率與頻率的關(guān)系可將負荷分為以下幾種：第14頁/共78頁第13頁/共78頁因此，系統(tǒng)綜合負荷的有功功率頻率靜態(tài)特性用數(shù)學(xué)式可表示為：與頻率的更高次方成正比的負荷，如靜水頭很高的給水泵等。與頻率的一次方成正比的負荷，如機床、往復(fù)式水泵、壓縮機、球磨機、卷揚機等；與頻率的二次方成正比的負荷，如變壓器中的渦流損耗；與頻率的三次方成正比的

9、負荷，如通風(fēng)機、循環(huán)水泵等離心式機械；332210NLNNLNNLNLNLffPffPffPPP第15頁/共78頁第14頁/共78頁其中：PLN負荷在fN情況下吸收的功率；332210NLNNLNNLNLNLffPffPffPPPPL負荷在 f 情況下吸收的功率；ai各類負荷在系統(tǒng)中所占的比例，有：1210負荷的功-頻靜特性標(biāo)幺值表達形式： （以PLN、fN為基準(zhǔn) ）3*32*2*10*fffPL第16頁/共78頁第15頁/共78頁 上式表明，當(dāng)電力系統(tǒng)頻率降低時，電力系統(tǒng)負荷的有功功率也將隨之降低，特性曲線如圖所示；fNfLNPLP0 在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況下，頻率偏差 不是很大，所以可用在工作

10、處的切線代替原高次曲線（近似簡化成一條直線）：NfLNPfLP0電力系統(tǒng)負荷的有功功率頻率靜態(tài)特性ffPPPNLNLNL10第17頁/共78頁第16頁/共78頁負荷功頻靜特性的斜率：負荷功頻靜特性的斜率： 稱為負荷的單位調(diào)節(jié)功率（負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)）其標(biāo)么值為：LNNLLNLNLLPfKfPffPPK*/（單位：MW/Hz）PL負荷變化量； PLN額定頻率下的系統(tǒng)負荷； f系統(tǒng)頻率變化量； fN系統(tǒng)額定運行頻率； 物理意義：頻率下降（上升）一個單位，負荷少（多）吸收的物理意義：頻率下降（上升）一個單位，負荷少（多）吸收的有功功率的多少。有功功率的多少。fPtgKLL第18頁/共78頁第17

11、頁/共78頁KL*大小取決于各類負荷比例，是不可整定的，在實際中一般取KL*=13;例：某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負荷占30%，與頻率一次方成正比的負荷占40%，與頻率二次方成正比的負荷占10%，與頻率三次方成正比的負荷占20%，求系統(tǒng)頻率由50Hz降到48Hz和45Hz時，相應(yīng)的負荷變化百分值。解： f降到48Hz時，96. 05048Nfff系統(tǒng)負荷：953. 096. 012 . 096. 011 . 096. 014 . 013 . 032*LP第19頁/共78頁第18頁/共78頁9 . 05045Nfff887. 09 . 012 . 09 . 011 . 09 . 014 . 01

12、3 . 032*LP負荷變化量：047. 0953. 01*LP%7 . 4%1001%*LLPP f降到45Hz時，%3 .11%1001887. 01%1001%*LLPP第20頁/共78頁第19頁/共78頁下面以離心飛擺式機械調(diào)速系統(tǒng)為例：離心式飛擺調(diào)頻器二次調(diào)頻油動機錯油門一次調(diào)頻原理：負荷上升的調(diào)節(jié)過程；第21頁/共78頁第20頁/共78頁 機組負荷增大，轉(zhuǎn)速下降，飛擺向轉(zhuǎn)軸靠攏，A點下移到A點； 原動機主軸帶動套筒，套筒帶動飛擺轉(zhuǎn)動； 油動機活塞兩邊油壓相等，B點不動，杠桿AB繞B點逆時針轉(zhuǎn)動到A B，使C點下降至C。第22頁/共78頁第21頁/共78頁 調(diào)頻器不動時，D點不動，杠

13、桿DE繞D點順時針轉(zhuǎn)動到 DE，使F點下降至F和E點下降使E； 錯油門活塞下移使油管a、b的小孔開啟，壓力油經(jīng)b進入油動機活塞下部，活塞上部的油經(jīng)a流入錯油門上部。第23頁/共78頁第22頁/共78頁 油動機活塞向上移動，使汽輪機的調(diào)節(jié)汽門或水輪機的導(dǎo)向葉片開度增大，增加進汽量或進水量。相應(yīng)使機組轉(zhuǎn)速上升，A點回升，提升C點；同時，活塞上移，使杠桿AB繞A逆時針轉(zhuǎn)動，也提升C點。第24頁/共78頁第23頁/共78頁 當(dāng)A點回升到A點， C點回升C點, E點回升E時，使油管a、b的小孔重新堵住，油動機活塞停止移動。第25頁/共78頁第24頁/共78頁 調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，杠桿AB的位置為A CB 。

14、C點為原位置，B 的位置較B高，A 的位置較A略低。相應(yīng)的進汽量或進水量較原來多，機組轉(zhuǎn)速較原來略低。第26頁/共78頁第25頁/共78頁 當(dāng)負載增加時，一次調(diào)整的結(jié)果是，發(fā)電機輸出功率增大，但頻率比原來值要低一些； 當(dāng)負載減少時，調(diào)速器的調(diào)速結(jié)果是：機組輸出功率減少，頻率較初值為高； 這種不能恢復(fù)頻率原來數(shù)值的調(diào)整，稱為； 調(diào)速器的一次頻率調(diào)整特點：一定是有差調(diào)節(jié)（調(diào)整后原動調(diào)速器的一次頻率調(diào)整特點：一定是有差調(diào)節(jié)（調(diào)整后原動機的轉(zhuǎn)速或頻率有所變動，轉(zhuǎn)速或頻率偏差不為機的轉(zhuǎn)速或頻率有所變動，轉(zhuǎn)速或頻率偏差不為0） 第27頁/共78頁第26頁/共78頁二次調(diào)頻原理：離心式飛擺調(diào)頻器二次調(diào)頻油動

15、機錯油門 調(diào)頻器轉(zhuǎn)動蝸輪、蝸桿，抬高D點，杠桿DE繞F點順時針轉(zhuǎn)動；第28頁/共78頁第27頁/共78頁離心式飛擺調(diào)頻器二次調(diào)頻油動機錯油門 錯油門活塞再次下移開啟小孔，在油壓作用下，油動機活塞再次向上移動，進一步增加進汽或進水量。機組轉(zhuǎn)速上升，飛擺使A點由點A上升 ；第29頁/共78頁第28頁/共78頁離心式飛擺調(diào)頻器二次調(diào)頻油動機錯油門二次調(diào)頻特點：可以實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)二次調(diào)頻特點：可以實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)/無差調(diào)節(jié)無差調(diào)節(jié) 油動機活塞向上移動時，杠桿AB繞A逆時針轉(zhuǎn)動，帶動C、F、E點上移，再次堵塞錯油門小孔，結(jié)束調(diào)節(jié)過程。 D點位移選擇恰當(dāng)，A點可能回到原來位置位置第30頁/共78頁第29頁/共7

16、8頁機組未配自動調(diào)速系統(tǒng)時的有功-頻率靜特性； 機組配置調(diào)速器后，隨機組轉(zhuǎn)速的變動不斷改變進汽(水)量，相應(yīng)機組的靜態(tài)頻率特性平行移動，使原動機的運行點不斷從一根靜態(tài)頻率特性曲線向另一根靜態(tài)頻率特性曲線過渡。 連接不同曲線上運行點,得到有頻率一次調(diào)整時的靜態(tài)頻率特性。2.發(fā)電機的發(fā)電機的有功功率有功功率頻率靜態(tài)特性頻率靜態(tài)特性：第31頁/共78頁第30頁/共78頁PGNfNf0為簡化分析，用直線1-2-3代替原曲線；32-1 aaa特性曲線：最大開度，最大開度，Pm不變不變斜線，功率增大，頻率減小，有差調(diào)節(jié)第32頁/共78頁第31頁/共78頁引進幾個名詞：發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率：fPKGG標(biāo)幺值

17、表示： （基準(zhǔn)：PGN、fN）單位：MW/HzGNNGGNGNGGPfKfPffPPK*/NGNGGfPKK*即：注意：當(dāng)發(fā)電機輸出功率達到最大值時，f下降，認為發(fā)電機輸出功率不變；第33頁/共78頁第32頁/共78頁幾何意義：即發(fā)電機組有功-頻率特性的斜率；物理意義：表示頻率下降（或上升）單位量時，發(fā)電機組所能增加（或減少）的功率多少；發(fā)電機組的調(diào)差系數(shù)（調(diào)差率）：機組調(diào)差系數(shù)是單位調(diào)節(jié)功率的倒數(shù)；）（MWHzPfKGG/1用標(biāo)幺值表示：*/PfPPffGNGN第34頁/共78頁第33頁/共78頁若取空載運行點和額定運行點表示：空載運行點： P0=0、f=f0額定運行點： P=PGN、f=f

18、N)/(000MwHzPffPffGNNGNN標(biāo)幺值：NNfff 0*百分值：100%0NNfff第35頁/共78頁第34頁/共78頁或KG是由調(diào)速器決定的，是可以整定的；一般整定如下值:當(dāng)發(fā)電機滿載運行（圖中2-3線段），負荷上升，一次調(diào)整將不能進行，發(fā)電機功率不再增加PG=0，從而，KG=0，=；PGNfNf0PL2PL1水輪發(fā)電機組：%=24，KG*=2550汽輪發(fā)電機組：%=35，KG*=2033.3第36頁/共78頁第35頁/共78頁由KG定義式：0GGKfP注意這里規(guī)定：、KG為正功率增大為正，反之為負；頻率上升為正，反之為負；-有差調(diào)節(jié)方程.當(dāng)PL PG由于PG0從而f 0-是有

19、差調(diào)節(jié)；.相同PL時，KG越大越好，使f越?。粺o差調(diào)節(jié)，當(dāng)0fKGf1PGf2但對于多機系統(tǒng)，造成各機功率分配動蕩不定；第37頁/共78頁第36頁/共78頁前面討論了發(fā)電機和負荷的自身調(diào)節(jié)效應(yīng)，即，頻率變化時，本身的功率變化關(guān)系；系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整，由于發(fā)電機的調(diào)速器是有差調(diào)節(jié)，實際上就是發(fā)電機和負荷共同調(diào)節(jié)的結(jié)果；當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，負荷和發(fā)電機的有功靜特性的交點就是系統(tǒng)的運行點；第38頁/共78頁第37頁/共78頁A點：負荷發(fā)出功率(沒有交點) 滑向o點；工作點由o點A點；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)負荷增量時PL0負荷曲線平行上移；ABAPL0OOB0Pf0P0f LPLP0P0f系統(tǒng)正常運行時，系統(tǒng)的工作

20、點在o點； 0000ffPPO，頻率由由點是運行點：負荷功率第39頁/共78頁第38頁/共78頁ABAPL0OOB0Pf0P0f LPLP0P0f可見：BAOBPL0GGPfKBOOB-發(fā)電機調(diào)節(jié)增發(fā)的功率；LLPfKBA-由于頻率下降負荷少吸收的功率；fKfKKPPPSGLGLL)(0系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率GLSKKK第40頁/共78頁第39頁/共78頁fPKLS000fKPSL或?qū)懗桑河脴?biāo)幺值表示： （取PLN、fN為基準(zhǔn)）*)(LLNGNGLLNNNGNGLNNLLNNGLNNLGSKPPKKPffPKPfKPfKPfKKKLNGNPPK 第41頁/共78頁第40頁/共78頁*0*fPKKKK

21、LLGS0*0fKPSL或者：無備用有備用11KK在有備用容量的情況下，將增大系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率； 上式中KG*是以本身的參數(shù)（PGN、fN）為基準(zhǔn)的；第42頁/共78頁第41頁/共78頁 當(dāng)系統(tǒng)滿載時，KG=0；KS*=KL*；當(dāng)負荷上升時，只有KL*調(diào)節(jié)，即只有負荷自身作用來取得平衡，從而，f下降嚴重；對于多機系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的一次調(diào)頻是由多個發(fā)電機組同時進行的；分析方法：將多臺發(fā)電機組化成一臺等值發(fā)電機，然后按一臺發(fā)電機情況討論；第43頁/共78頁第42頁/共78頁當(dāng)n個機組裝有調(diào)速器時，若系統(tǒng)頻率變動為f，則各機組輸出功率增量PGi為：fKPfKPfKPGnGnGGGG2211系統(tǒng)總得輸

22、出功率增量為：niniGiniGiGiGKffKPP111niGiGKK1n-功率臺機組的等值單位調(diào)節(jié)令：fPKGG第44頁/共78頁第43頁/共78頁niNniGiNGiNGiNGiGfPKfPKK11*/標(biāo)幺值表示：niNGiNGNfPP1為基準(zhǔn)：，以：niGiNniGiNGiGNNGGPPKPfKK11*1GK等值調(diào)差系數(shù)： 對于滿載機組，當(dāng)負荷增加時，應(yīng)取KGi=0；第45頁/共78頁第44頁/共78頁 等值發(fā)電機參數(shù)：niGiGKK1niGiNGNPP1頻率的二次調(diào)整就是我們習(xí)慣上說的“頻率調(diào)整”；頻率的二次調(diào)整是由調(diào)頻器完成的，反應(yīng)在特性曲線上就相當(dāng)于使原來的發(fā)單機功頻特性平行移動

23、；可見：頻率的二次調(diào)整使工作點在O“點；第46頁/共78頁第45頁/共78頁f 發(fā)電機的輸出功率增加了，并且頻率下降少了；0P由圖可見，負荷增量PL0是由三部分平衡的；CODCADPL0負荷自身調(diào)節(jié)而減少取用功率負荷自身調(diào)節(jié)而減少取用功率一次頻率調(diào)整發(fā)電機增發(fā)的功率一次頻率調(diào)整發(fā)電機增發(fā)的功率二次頻率調(diào)整發(fā)電機增發(fā)的功率二次頻率調(diào)整發(fā)電機增發(fā)的功率f第47頁/共78頁第46頁/共78頁00GGLLPfKfKP可得：f 0PfPG0fKKPPGLGL)(00fPPKKKGLGLS00 頻率的二次調(diào)整增加了發(fā)電機出力，在負荷變化量相同情況下，頻率的偏移變小了；第48頁/共78頁第47頁/共78頁

24、頻率的二次調(diào)整并不能改變系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率的數(shù)值KS；f 0PfPG0 若二次頻率調(diào)整完全抵償負荷的增量時，則頻率維持不變-即稱為無差調(diào)節(jié)；由圖可見，運行點回到了A點；BABAPL0OO0Pf0P 0fLPLP0P0fDCO BABAPL0PL0OO0Pf0Pf0P 0fLPLP0P0fDCO 第49頁/共78頁第48頁/共78頁 對于多機系統(tǒng)，上式也可以使用：fPPKKKiGLGiLS00問題的提出：以兩個系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線分析：對于大型電力系統(tǒng)，由于電源和負荷的分布較復(fù)雜，頻率調(diào)整會引起網(wǎng)絡(luò)中潮流的重新分布，這就有可能造成某些線路流動功率超過允許值，所以有必要討論一下頻率調(diào)整中的聯(lián)絡(luò)線上功率的流動

25、情況。第50頁/共78頁第49頁/共78頁若： KA、 KB（聯(lián)合前A、B兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率） PLA 、PLB為A、B兩系統(tǒng)負荷功率突變增量 PGA 、PGB為A、B兩系統(tǒng)二次調(diào)整功率增量 求：聯(lián)絡(luò)線上交換功率增量：pab 頻率偏移量fPabABKAPGAPLAKBPGBPLB第51頁/共78頁第50頁/共78頁當(dāng)兩系統(tǒng)未聯(lián)網(wǎng)時：AAGALAfKPPBBGBLBfKPP當(dāng)兩系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)時：fKPPPAAGAabLA系統(tǒng)：fKPPPBBGBabLB)(系統(tǒng)：fffBA聯(lián)絡(luò)線的功率增量可以看成是額外的二次調(diào)頻值：聯(lián)立求解：待求量：待求量：f和和PabGAPABAKBKLAPGBPLBPabP第52

26、頁/共78頁第51頁/共78頁BAGBLBGALAKKPPPPf)()(線路交換功率：BAGALABGBLBAabKKPPKPPKP)()(GALAAPPP令：GBLBBPPP顯然，這個功率缺額應(yīng)由一次調(diào)整和負荷的自身調(diào)節(jié)效應(yīng)來平衡了。上式改寫為：第53頁/共78頁第52頁/共78頁BAABBAabBABAKKPKPKPKKPPf 當(dāng)KAPB=KBPA 時，Pab=0 ,即線路無交換功率； 當(dāng)B系統(tǒng)不進行二次調(diào)整（PGA=0），且系統(tǒng)進行無差調(diào)節(jié)時，則全部功率增量（PLA+ PLB ）應(yīng)由A系統(tǒng)的二次頻率調(diào)整來平衡，即：PGA =PLA+ PLB第54頁/共78頁第53頁/共78頁顯然這時：P

27、ab =PLB-即功率交換為最大；這可校驗聯(lián)絡(luò)線流動功率是否超出允許值；第55頁/共78頁第54頁/共78頁有功負荷最優(yōu)分配的目的：在用戶取用功率不變的情況下，電源消耗能源最小時的各發(fā)電機組之間的功率分配。也即：發(fā)電機組怎樣分配負荷，使發(fā)電機組總的消耗能源最小。在講最優(yōu)分配之前，先了解一下發(fā)電設(shè)備的耗燃問題的一些概念；.耗量特性：反應(yīng)了發(fā)電設(shè)備單位時間內(nèi)消耗的能源與發(fā)出的有功功率的關(guān)系，這關(guān)系稱為耗量特性。第56頁/共78頁第55頁/共78頁W、FPG0耗量特性是通過試驗取得的，經(jīng)濟計算中，為了計算方便，一般用多項式函數(shù)來表示（2次函數(shù)）。曲線如圖：F-單位時間內(nèi)消耗的燃料量； 火電廠(煤)：

28、噸/小時 水電廠(水，W)：立方米/秒PG-發(fā)電機發(fā)出功率（MW、KW）；.比耗量i：單位時間內(nèi)輸入燃料量與輸出功率之比。cbPaPFGG2第57頁/共78頁第56頁/共78頁W、FPG0幾何意義：耗量特性曲線上某一點縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的比值。FiPiiiiiPF單位：T/kw.小時.效率i：單位時間內(nèi)輸出功率與消耗能源之比。（單位相同）iiiFP可見，為比耗量的倒數(shù)。第58頁/共78頁第57頁/共78頁.耗量微增率i：單位時間內(nèi)輸入能量微增量與輸出功率微增量的比值。為耗量特性曲線上某一點切線的斜率。W、FPG0FiPidPdFPFiiiFP曲線上總有一點曲線上總有一點i =i單位：噸/兆瓦小時d

29、PdWi水電廠：i 與與i一般不相等，但在耗量特性曲線有一點相同，也是i的最小。第59頁/共78頁第58頁/共78頁三者關(guān)系曲線：PG0、也稱為經(jīng)濟調(diào)度或經(jīng)濟分配。一般在系統(tǒng)中有一定的備用容量時，就可考慮系統(tǒng)負荷在運行發(fā)電機之間的最優(yōu)分配問題； 不計線路損耗； 系統(tǒng)只有火電廠存在，所有負荷也由火電廠分配；第60頁/共78頁第59頁/共78頁若系統(tǒng)有n臺發(fā)電機組。當(dāng)系統(tǒng)負荷為PL時,各發(fā)電機組輸出功率分別為：PG1、PG2、 PGn。各發(fā)電機組的耗量特性為：Fi=F(PG1)顯然有， PL= PG1+PG2+ + PGn=PGi總消耗燃料為：F=Fi(PGi)=F1 (PG1)+ F2 (PG2

30、)+ +Fn (PGn) 當(dāng)系統(tǒng)負荷為PL一定時，各發(fā)電機組輸出功率PG1、PG2、 PGn分別為何值時，使總的消耗燃料F為最小。1式稱為目標(biāo)函數(shù)； 1第61頁/共78頁第60頁/共78頁 發(fā)電機組的耗量特性是非線性函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)也是非線性的； 總耗熱量F取得最小值，實際是數(shù)學(xué)上的求函數(shù)的極小值的問題； 對實際系統(tǒng)來說，取得F最小值，還應(yīng)滿足一定的約束條件；有功功率平衡：發(fā)電機所分配的負荷不得超出該機組的最大功率和最小功率；011niiLiniiGiPPF=Fi(PGi)=F1 (PG1)+ F2 (PG2)+ +Fn (PGn) 第62頁/共78頁第61頁/共78頁maxminmaxminG

31、iiGiGiiGiQQQPPP節(jié)點電壓：maxminkkkUUU取得F最小值，還需滿足上4個約束條件，這是求具有約束條件的極值問題；多約束條件的處理方法：一般在經(jīng)濟功率分配時，可先考慮等約束條件，將不等約束條件作為檢驗條件處理；這樣優(yōu)化問題就成了滿足PL=PGi條件的F的極值問題。第63頁/共78頁第62頁/共78頁應(yīng)用求條件極值的拉格朗日乘數(shù)法計算。 建立拉格朗日新函數(shù)：)()()()()()(21221111LGnGGGnnGGniGiLniGiiPPPPPFPFPFPPPFL 對PG1、 PG1 、 PG1 、求導(dǎo)，并令其為零：0)()(1111111GGGGdPPdFPFPL0)()(

32、2222222GGGGdPPdFPFPL拉格朗日乘數(shù)第64頁/共78頁第63頁/共78頁0)()(nGnGnnGnnGndPPdFPFPL12n 所以可得:第65頁/共78頁第64頁/共78頁以圖解法說明兩機系統(tǒng)的最優(yōu)分配。PL= PL1+ PL2PG1PG2已知兩發(fā)電設(shè)備的耗量特性，并且PL保持不變；畫出耗量特性圖；兩發(fā)電設(shè)備耗量特性的畫法：21LLLPPPoo對于任一點m：21GGPmoPom是是總?cè)剂舷模?1FFFF2oO1F2FF1mPG1PG2第66頁/共78頁第65頁/共78頁F2oO1F2FF11m2最優(yōu)分配就是F取得最小，即F1與F2距離最短?？刹捎迷囂椒ㄕ业阶疃叹嚯x的1和2

33、點，并會發(fā)現(xiàn)，該兩點的切線平行，即有相同的斜率，或說兩曲線在該點的微增率相等；以三機系統(tǒng)為例說明計算方法（迭代法求解）：已知三臺發(fā)電機設(shè)備的曲線（方程）： （可由耗量特性獲得）第67頁/共78頁第66頁/共78頁min1GPmin2GPmin3GPmax1GPmax2GPmax3GP1 2 3 01GP0.;0假設(shè)耗量微增率初值：可以計算獲得可以計算獲得.用等約束條件驗證：？LGPPPPP030201002GP03GP；功率對應(yīng)的各發(fā)電設(shè)備應(yīng)發(fā)求與00GiP.第68頁/共78頁第67頁/共78頁.為止直到LkGPP若計算中某臺發(fā)電設(shè)備越限，則該發(fā)電設(shè)備取其極限值，不再參加最優(yōu)分配計算，剩下的負荷由其他發(fā)電設(shè)備重新進行最優(yōu)分配計算。無功功率和電壓限制和有功功率負荷的分配沒有直接關(guān)系，可暫時不計，當(dāng)有功功率負荷的最優(yōu)分配完成后計算潮流分布再考慮。.步重新計算；并返回反之，設(shè)，再設(shè)若2,01010LGPP 第69頁/共78頁第68頁/共78頁 不計線路損耗，不考慮水的經(jīng)濟性； 水電廠除應(yīng)具有火電廠的約束條件外，還有一個用水量的約束條件： 分析方法基本與火電廠間的經(jīng)濟功率分配相同；常數(shù)dtPwWHT0即水電廠的發(fā)