电气运行技术与管理

第一章电力系统及运行,电气运行技术与管理,黄河水院自动化工程系,15电力系统调度,11电力系统概述12电力系统稳定13电力系统频率及其调整14电力系统电压及其调整15电力系统调度,电气运行技术与管理,第一章电力系统及运行,15电力系统调度,一、概述二、调度工作的基本原则和日常工作三、电力系统经济调度四、在电力市场中调度的作用,电气运行技术与管理,第一章电力系统及运行,1-5电力系统调度,一、概述,1.统一调度的必要性,电力系统是由许多发电厂提供电能，通过输电、变电、配电、供电网络向广大用户供电，是一个庞大而复杂的系统。其产、供、销过程在一瞬间同时完成和平衡。因此，其调度任务有别于一般的工业生产调度。电力系统调度要随时保持发电与负荷的平衡，要求调度管辖范围内的每一个部门严格按质按量完成调度任务。,1-5电力系统调度,一、概述,1.统一调度的必要性,电力系统的发电、供电和用电是一个不可分割的统一整体。发电、输电、配电、用电是瞬间同时发生同时完成。发电、供电、用电应随时处于动态平衡状态。要及时、迅速、正确应对用电负荷变化、异常即事故。电力系统事故若处置不当，后果将十分严重,电网规模越来越大、结构越来越复杂、联系越来越密切，电力生产对经济、社会、民生的影响越来越大，对于电力生产的安全性、可靠性、经济性的要求，及对电能质量的要求越来越高。电力生产的全过程必须实施统一的、严格的、迅速及时的管理，必须有一个统一、有效的调度指挥系统。,1-5电力系统调度,一、概述,2.调度管理的基本原则,统一调度分级管理各负其责,电力系统是一个不可分割的有机整体，电力生产特点是发电、供电、用电在一瞬间同时完成，生产过程的各个环节息息相关，牵一发而动全局。一个电网内所有发供电单位，都要严格按规定在统一指挥下进行生产和工作。电力生产管理必须有一个有效的生产指挥系统，使发、供、用电各部门的生产工作协调一致，这个机构就是电力调度。由于电力生产具有发、供、用电同时完成等特点，生产过程中每一瞬间都要求平衡稳定和协调一致，按量、按质、按时的要求十分严格，没有统一指挥，电力系统的安全、优质、经济运行就得不到保证。,1-5电力系统调度,一、概述,2.调度管理的基本原则,统一调度分级管理各负其责,由于现代电网是依电压等级分层、依行政区划分的一个巨型复杂系统。统一调度必须有较高的效率，电网最高一级调度机构不能包揽一切，必须分级管理，实行在电网最高一级调度机构领导下的各级调度机构的分级负责制，发挥各级调度机构的主动性和积极性，在规定的调度管理范围内，具体落实统一调度的各项要求，自主地处理职责范围内的调度管理事宜。,1-5电力系统调度,2.调度管理的基本原则,统一调度分级管理各负其责,1.统一调度电网调度管理条例所称的统一调度其内容一般是指：(1)统一组织全网调度计划（或称电网运行方式)的编制和执行，其中包括统一平衡和实施全网发电、供电调度计划，统一平衡和安排全网主要发电、供电设备的检修进度,统一安排全网的主接线方式，统一布置和落实全网安全稳定措施等。(2)统一指挥全网的运行操作和事故处理。(3)统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压。(4)统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、调度自动化和通信系统的运行。(5)统一协调水电厂水库的合理运用。(6)统一规章制度，统一协调有关电网运行的各种关系。在形式上，统一调度表现为调度业务上，下级调度必须服从上级调度的指挥。,1-5电力系统调度,一、概述,2.调度管理的基本原则,统一调度分级管理各负其责,2.分级管理分级管理是指根据电网分层的特点，为了明确各级调度机构的责任和权限，有效地实施统一调度，由各级电网调度机构在其调度管理范围内具体实施电网调度管理的分工。,1-5电力系统调度,一、概述,3.调度机构的划分,我国电网调度机构分为五级：（1）国家调度机构，（国调）（2）跨省、自治区、直辖市调度机构，（网调）（3）省、自治区、直辖市级调度机构，（省调）（4）省辖市级调度机构，（地调）（5）县级调度机构。（县调）调度基本原则：统一调度，分级管理,上述多级调度机构从上到下，在调度业务上是上下级的关系，下级调度必须服从上级调度的领导和指挥。,1-5电力系统调度,3.调度机构的划分,1-5电力系统调度,一、概述,4调度的基本任务,电力调度是电力系统的运行指挥机构，它既是生产单位，又是其主管公司的职能机构。,运行调度在系统运行工作的主要任务是按照上级生产调度计划的要求和本系统设备的具体情况，对本身所辖生产系统进行有效的指挥、监督和控制，并通过各种信息的收集和处理，积极预防失调和故障的发生，使生产全过程各个环节协调一致，保证安全经济文明生产。,所有接入系统的发供电（热）的设备均由值班调度管辖，未经其许可，不得从运行或备用中停下来，必须由值班调度员对发电厂值长、变电站值班长发布命令，然后才能根据命令执行操作，使设备改变其工作状态（当然对人员或设备安全有威胁者可先解除威胁，然后汇报调度）。,1-5电力系统调度,一、概述,4调度的基本任务,尽设备最大能力满足负荷需要;使整个电网安全可靠连续供电；保证电能质量；经济合理利用能源；保证发电、供电、用电各方合法利益。,调度任务,1-5电力系统调度,二、调度工作的基本原则和日常工作,(一）调度工作的基本原则,1.绝对服从的原则运行人员必须以服从全网需要为准则，绝对服从调度管理，坚决贯彻执行上级调度的安排与要求，不能以任何借口不执行调度的命令。,2.安全第一的原则运行调度必须始终坚持“安全第一、预防为主”的电力生产方针，从运行方式到组织、技术措施的方方面面提高安全可靠性，确保电力供应充足及时，安全可靠。,3.计划性原则无论机组和系统的解列、并列时间，还是综合出力的高低，都要严格按计划规定执行。,4.准确性原则调度工作从命令的发布到接受，操作的实施以及信息的流通，都必须做到严肃认真，准确无误。,1-5电力系统调度,二、调度工作的基本原则和日常工作,(一）调度工作的基本原则,5.局部利益服从全局利益的原则严格按照电网经济调度方案的规定进行生产安排，不能片面强调局部利益而损害全网效益的提高。,6.及时性原则必须具备强烈的时间观念和鲜明的及时性，尤其是出力的调整和开关的拉合等时限性较强的工作，一定要做到及时快捷。,7.经济性原则运行调度要切实做好经济调度工作，最大限度地合理、节约利用资源，努力做到多发少用。,8.保护环境的原则运行调度要有环境保护意识，努力避免和减少废渣、废气、废水、噪声等对环境的污染。,1-5电力系统调度,二、调度工作的基本原则和日常工作,(二）调度的日常工作,1.编制电力系统年、季、月、日运行方式2.指挥本系统内的运行操作和事故及异常情况处理3.对本系统内设备的检修进行统一管理4.对本系统实行无功电压的调度管理5.负责本系统的继电保护和自动装置的整定和定值管理6.参加新设备启动试验方案的拟订7.对本系统的中长远规划参加审查提出意见8.负责通信、远动自动化设备的运行检修管理9.提出改进系统经济运行的措施，并实行经济调度,电力系统经济调度是电力生产的重要内容之一，电力系统经济调度的任务是在满足安全和一定电能质量要求的条件下尽可能提高电网运行的经济性，即合理利用现有的能源和设备，以最少的燃料消耗量（或燃料费用或生产成本）保证对用户可靠和高质量地供电。电力生产的经济运行包括火电厂、水电站、输电系统、配电系统的经济运行。提髙电力生产经济运行水平，可以产生相当可观的经济效益和社会效益。,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(一）电力系统经济调度的意义,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,1.负荷预测在经济调度中，安排日调度计划，确定机组启停、水火电协调、联络线交换功率和负荷经济分配等都需要24h的日负荷预测。,2.火力发电厂的经济特性和等微增调度,锅炉经济特性曲线指锅炉的燃料输入B与蒸汽输出D关系曲线，在经济调度中要用的曲线主要有锅炉燃料耗量特性曲线B-D和燃料耗量微增特性曲线,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,锅炉经济特性曲线图1-27中B为标准煤耗量，t/h;D为标准蒸汽流量，t/h。微增特性b是耗量特性的导数锅炉燃料耗量微增率的物理意义是增加单位蒸汽负荷时需增加的燃料耗量。曲线由D1到D2的积分值（阴影面积）便是燃料的增量。,汽轮发电机组经济特性曲线汽轮发电机组输入量是蒸汽流量输出量是电功率。蒸汽耗量曲线D-P蒸汽耗量微增特性曲线蒸汽耗量微增率是蒸汽耗量对输出电功率的导数它的物理含义是增加单位电功率时需增加的蒸汽耗量。,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,2.火力发电厂的经济特性和等微增调度,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,2.火力发电厂的经济特性和等微增调度,锅炉汽轮发电机组经济特性曲线,燃料耗量特性B-P、燃料耗量的激增特性和单位燃料耗量曲线-P,燃料耗量特性B-P用来按经济准则分配并列运行机组的负荷，燃料耗量的激增特性主要用来计算燃料耗量，机组的单位燃料耗量曲线主要用来编制机组经济组合计划。,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,2.火力发电厂的经济特性和等微增调度,等微增率经济负荷分配的基本概念,在并列运行的机组间分配负荷，效率高的机组多带负荷不一定是经济的。只有等微增率的原则才是真正的负荷经济分配原则。,按微增率相等原则分配并列运行发电机组（发电厂）之间负荷的经济调度方法。对于电源全部为火力发电厂的电力系统及不太复杂的水电火电混合电力系统的经济调度是行之有效的方法。,1-5电力系统调度,等微增率经济负荷分配,设两台机组处于等微增率状态，b1=b2，如图1-31所示。如果1号机组负荷减少P,工作点由b1移到b1,燃料耗量减少B为梯形面积b1P1P1b1，为保持P1+P2=PD恒定，2号机组必须增加负荷P,工作点由b2移到b2，燃料耗量增加B2为梯形面积b2P2P2b2，于是，两台机组的微增率不相同时，总的燃料耗量增加为,1-5电力系统调度,等微增率经济负荷分配,当两台机组的微增率曲线上升时，S1和S2是正值，这说明不按等微增原则分配负荷时，一定会增加燃料耗量。若两台机组微增率特性均为水平线时，应使微增率低的机组先带负荷，带满负荷后，再增加另一台机组的负荷，按先低后高的微增率程序来增加负荷。若两台机组微增率曲线既水平又相等时，两台机组可以随意分配负荷都是经济的。若两台机组的微增率是下降的，等微增率原则不能导致负荷经济分配。,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,3.网损网损是指有功功率在电网中传输时引起的有功功率损耗。在电力系统经济调度中要考虑网损的因素。改变各发电厂的负荷，因各发电厂经济特性不同，电网总的燃料耗量也会改变。发电厂负荷的改变使电网中潮流分布也发生变化，引起了网损的改变。这样也会引起发电量和燃料耗量的变化。显然，在发电厂的发电经济特性和电网输电的经济特性之间可以找到一种最好的配合关系，使系统总燃料耗量达到最小。实际经济调度中网损修正方式有三种类型：潮流型、B系数型、常数型。针对不同的应用要求，可以选用不同的网损修正类型。,1-5电力系统调度,三、电力系统经济调度,(二）电力系统经济调度的内容,4.机组经济组合在运行的机组间应用等微增率原则可以做到负荷最优分配，但是针对某一负荷到底应该让哪些机组参加运行，这就是机组经济组合问题。在电网运行中一般需要随负荷的增加和减少而启停机组。在保证系统安全运行的前提下，应合理选择运行机组和安排其开停计划，使每日系统消耗的燃料（费用）总量为最少。常采用计算机经济组合的优先次序法。火电机组之间应按等微增率原则分配负荷，对于同一个微增率b，让单位耗量值小的机组先并列是有利的。可以按最小单位耗量min排队来确定机组的并列次序，得出机组的优先次序表。,1-5电力系统调度,四、在电力市场中调度的作用,(一）电力市场,随着社会主义市场经济的发展，市场经济对电力企业的发展提出了五大新要求，其内容包括：（1）电力工业要高速发展，广开筹资渠道；（2）建立和完善企业投资机制；（3）建立科学的电价机制；（4）建立现代企业制度；（5）一手抓物质文明建设，一手抓精神文明建设。电力市场是电价、电力系统运行、负荷管理、合作式的供电用电、通信和计算机系统的总和，是电力工业经营（包括运行与发展、内部与社会）管理与技术的综合体。它的基本特点是采用法律、经济手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统运行进行组织、管理和协调。,1-5电力系统调度,四、在电力市场中调度的作用,(一）电力市场,电力市场区别于普通商品市场的地方，在于电力市场要对电力系统的安全稳定运行负责，因此电力市场在强调竞争的同时，也不能忽略协作的重要性。电力市场按我国电力企业的组成情况，大致可分为电建市场、发电市场、输配电市场、供电市场和电力消费市场几类。,1-5电力系统调度,四、在电力市场中调度的作用,(二）系统调度在电力市场中的职能,在电力市场中，电网作为电力系统的核心，起着连接发电厂和用户的中心作