第五章電力系統(tǒng)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第五章電力系統(tǒng)第五章電力系統(tǒng)(din l x tn)第一頁，共45頁。系統(tǒng)中負(fù)荷系統(tǒng)中負(fù)荷(fh)的變化的變化你答對你答對(ddu)了嗎了嗎?第1頁/共45頁第二頁，共45頁。有功功率負(fù)荷變動有功功率負(fù)荷變動(bindng)曲線曲線第2頁/共45頁第三頁，共45頁。變動變動(bindng)有很有很大的偶然性大的偶然性 屬于這一種的主要有電爐、壓延機械屬于這一種的主要有電爐、壓延機械(jxi)、電氣機車等帶有沖擊性的、電氣機車等帶有沖擊性的負(fù)荷負(fù)荷 這一種是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變這一種是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動化引起的負(fù)荷變動 第3頁/共45頁第四頁，共45頁。頻率頻率

2、(pnl)調(diào)整調(diào)整一次調(diào)整一次調(diào)整(tiozhng):由發(fā)電機組的調(diào)速器進(jìn)行的由發(fā)電機組的調(diào)速器進(jìn)行的 對第一種負(fù)荷變動引起的頻對第一種負(fù)荷變動引起的頻率偏移的調(diào)整率偏移的調(diào)整(tiozhng) 二次調(diào)整二次調(diào)整:由發(fā)電機的調(diào)頻器進(jìn)行的、由發(fā)電機的調(diào)頻器進(jìn)行的、 對第二種負(fù)荷對第二種負(fù)荷(fh)變動引起的變動引起的頻率偏移的調(diào)整頻率偏移的調(diào)整 三次調(diào)整三次調(diào)整:按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有 規(guī)律變動的負(fù)荷，即責(zé)成各發(fā)電廠規(guī)律變動的負(fù)荷，即責(zé)成各發(fā)電廠 按事先給定的發(fā)電荷曲線發(fā)電。按事先給定的發(fā)電荷曲線發(fā)電。第4頁/共45頁第五頁，共45頁。有功功率平衡和備用容量有功功率平衡

3、和備用容量 電力系統(tǒng)中，在任何時候，所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功電力系統(tǒng)中，在任何時候，所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率的總和率的總和 ，而，而 包括所有用戶包括所有用戶(yngh)(yngh)的有功功率的有功功率 、所有發(fā)電廠廠用電有功負(fù)荷、所有發(fā)電廠廠用電有功負(fù)荷 和網(wǎng)絡(luò)的有功損耗和網(wǎng)絡(luò)的有功損耗 ，即即GpLPDPSPCPCSDLGPPPPP 為保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量，電力系統(tǒng)的有功功率平衡額定運行參數(shù)下確定。而且，還應(yīng)具有一定的備用容量，也就是在系統(tǒng)最大負(fù)荷情況下，系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分稱系統(tǒng)的備用容量。 系統(tǒng)備用容量一般分負(fù)荷備用、事故備用、檢修(jinxi)備用和國民經(jīng)濟備用等。第

4、5頁/共45頁第六頁，共45頁。第6頁/共45頁第七頁，共45頁。第7頁/共45頁第八頁，共45頁。兩者差一個兩者差一個(y )網(wǎng)損網(wǎng)損兩者差一個兩者差一個(y )廠用廠用電電 熱備用:運轉(zhuǎn)中發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大 功率與發(fā)電負(fù)荷之差(旋轉(zhuǎn)備 用)冷備用:未運轉(zhuǎn)的、但能隨時啟動的發(fā) 發(fā)電設(shè)備可以發(fā)的最大功率 (不含檢修中的設(shè)備)n負(fù)荷的分類負(fù)荷的分類: 1.用電負(fù)荷 2.供電負(fù)荷 3.發(fā)電負(fù)荷第8頁/共45頁第九頁，共45頁。第9頁/共45頁第十頁，共45頁。第10頁/共45頁第十一頁，共45頁。第11頁/共45頁第十二頁，共45頁。第12頁/共45頁第十三頁，共45頁。第13頁/共45頁第十四

5、頁，共45頁。第14頁/共45頁第十五頁，共45頁。第15頁/共45頁第十六頁，共45頁?？菟菟?k shu)季節(jié)季節(jié):第16頁/共45頁第十七頁，共45頁。洪水洪水(hngshu)季季節(jié)節(jié):第17頁/共45頁第十八頁，共45頁。dPdFPF/PFu/第18頁/共45頁第十九頁，共45頁。)()()()(12111GiniiGnnGGPFPFPFPFF)(GiiPF011PPPniiLiniiGiP為網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)(wnglu)總損耗總損耗以以 表示某發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率時單位表示某發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率時單位(dnwi)時間內(nèi)所需消耗的能源。時間內(nèi)所需消耗的能源。n 等式約束條件等式約束條件第1

6、9頁/共45頁第二十頁，共45頁。011niiLiniiGiPPmaxminGGiGPPPmaxminGGiGQQQmaxminiiiUUU第20頁/共45頁第二十一頁，共45頁。0)()(1111111GGGGdPPdFPFPL0)()(2222222GGGGdPPdFPFPL0)()(nGnGnnGnnGndPPdFPFPL式中式中 為拉格朗日乘數(shù)為拉格朗日乘數(shù)(chn sh)()()(2211GnnGGPFPFPFL)(21LGnGGPPPP第21頁/共45頁第二十二頁，共45頁。12n)()(2211GGPFPFF021LGGPPP等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則(zhnz) 所以所以

7、(suy)可得可得:它表示為使總耗量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在它表示為使總耗量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。第22頁/共45頁第二十三頁，共45頁。21第23頁/共45頁第二十四頁，共45頁。有功有功(yu n)功率負(fù)荷的最優(yōu)分配功率負(fù)荷的最優(yōu)分配 其在其在火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠與與 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠之間的最優(yōu)分配問題之間的最優(yōu)分配問題 消耗的水量受水庫調(diào)度的約束消耗的水量受水庫調(diào)度的約束 第24頁/共45頁第二十五頁，共45頁。0)(2122KtPWktkkkHk水電水電(shu din)的的約束條件約束條件), 2 , 1(0)

8、(111tkdPPdFkkTkTkktkkKLkLkHkTkktkkkTktPPPPtPFL12121111)()(21222)(KtPWktkkkHk為了簡化分析，將負(fù)荷的分配為了簡化分析，將負(fù)荷的分配(fnpi)局限于一個局限于一個 火電一個水力發(fā)電設(shè)備之間，并略去網(wǎng)損。火電一個水力發(fā)電設(shè)備之間，并略去網(wǎng)損。同理由同理由:新的拉格朗日函數(shù)新的拉格朗日函數(shù) :第25頁/共45頁第二十六頁，共45頁。定的拉格朗日乘數(shù)，就可將等耗量微增率準(zhǔn)則應(yīng)用到火力發(fā)電廠與水力發(fā)電廠之間負(fù)荷的最優(yōu)分配。), 2 , 1(0)(2222tkdPPdWkkHkHk), 2 , 1()()(2222111tkdPP

9、dWdPPdFkkHkHkkTkTk2222111)()(HHTTdPPdWdPPdF122TT 即即水煤轉(zhuǎn)換水煤轉(zhuǎn)換(zhunhun)系數(shù)系數(shù)第26頁/共45頁第二十七頁，共45頁。LLGPPP)()(1111liiLimiiLiniiGiniiGiiPPPPFL0)1 ()(11111GLGGGPPdPPdFPL0)1 ()(GiLGiGiiGiPPdPPdFPL第27頁/共45頁第二十八頁，共45頁。LGiPP)11()()11()(1111GiLGiGiiGLGGPPdPPdFPPdPPdF第28頁/共45頁第二十九頁，共45頁。332210NLNNLNNLNLNLffPaffPaff

10、PaPaPLPfLNPNfiaLNP第29頁/共45頁第三十頁，共45頁。LLKPf 其標(biāo)么值為：其標(biāo)么值為：5.1NLNLLffPPK負(fù)荷(fh)的靜態(tài)頻率特性 負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率MW/Hz(單位單位 )不能整定不能整定第30頁/共45頁第三十一頁，共45頁。1、自動(zdng)調(diào)速系統(tǒng)第31頁/共45頁第三十二頁，共45頁。1、自動(zdng)調(diào)速系統(tǒng)第32頁/共45頁第三十三頁，共45頁。GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ *2、發(fā)電機組的有功功率頻率(pnl)靜態(tài)特性第33頁/共45頁第三十四頁，共45頁。100100% 0 000NNGNNGNGNNGNNGfff

11、PffPPffPffPf100%1*GK%*GK%*GK第34頁/共45頁第三十五頁，共45頁。LNNLLNNLLLLPfKfPfPKHzMwfPK/ *5 . 1*LK第35頁/共45頁第三十六頁，共45頁。LOPOA0LLPPABOBBAOBOA)(00ffKfKPOBGGGfKPABLLfKKPLGLO)(/LOGLSPfKKK SK系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)的單位調(diào)節(jié)功的單位調(diào)節(jié)功率系數(shù)率系數(shù)第36頁/共45頁第三十七頁，共45頁。GnGGGGKKKKK.321GK0GKGmGGGmGKKKKK.321n 當(dāng)發(fā)電機滿載時，負(fù)荷功率增大，則當(dāng)發(fā)電機滿載時，負(fù)荷功率增大，則 相當(dāng)于為相當(dāng)于為0,

12、n 但當(dāng)負(fù)荷功率減小時，但當(dāng)負(fù)荷功率減小時， ，所以仍可以，所以仍可以(ky)參加調(diào)頻。參加調(diào)頻。第37頁/共45頁第三十八頁，共45頁。LOPOA0LLPPBACBOCOA)(0 0ffKfKBCGG)(0 0ffKfKABLLGOPOC()GOGLLOPfKPK二次調(diào)整二次調(diào)整(tiozhng)增增發(fā)的功率發(fā)的功率 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率SK頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整第38頁/共45頁第三十九頁，共45頁。fKKPPLnGGnLO)(0GOLOPPLOPn無差調(diào)頻無差調(diào)頻: 若若 , 即發(fā)電機如數(shù)即發(fā)電機如數(shù)(rsh)增發(fā)了負(fù)荷功率的原始增量增發(fā)了負(fù)荷功率的原始增量 ,亦即

13、實現(xiàn)了亦即實現(xiàn)了所謂的無差調(diào)節(jié)所謂的無差調(diào)節(jié).如上圖虛線所示如上圖虛線所示.n注意注意:以上以上(yshng)公式中以功率增大和頻率上升為正。公式中以功率增大和頻率上升為正。第39頁/共45頁第四十頁，共45頁。第40頁/共45頁第四十一頁，共45頁。第41頁/共45頁第四十二頁，共45頁。ABabPAAAGALAfKPPBBBGBLBfKPPAAGAabLAfKPPPBBGBabLBfKPPPn電力系統(tǒng)互聯(lián)的益處？潛在電力系統(tǒng)互聯(lián)的益處？潛在(qinzi)威威脅？脅？l聯(lián)合聯(lián)合(linh)前前: A,B系統(tǒng)均為獨立電力系統(tǒng)系統(tǒng)均為獨立電力系統(tǒng)l互聯(lián)后互聯(lián)后: 第42頁/共45頁第四十三頁，共45頁。fffABA() ()LAG AALBBBGPfPKPKP BPAPAPBP其中其中(qzhng) , 分別為分別為A,B系統(tǒng)的功系統(tǒng)的功率缺額率缺額.第43頁/共45頁第四十四頁，共4