电力系统自动化-12-电力系统有功功率调整(二)

电力系统分析,第四章电力系统有功功率和频率调整,4.2电力系统有功功率的最优分配,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：试确定当总负荷分别为400MW、700MW时，发电厂间功率的经济分配（不计网损的影响）？,4.2电力系统有功功率的最优分配,解：(1)按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为：,根据等耗量微增率准则：,4.2电力系统有功功率的最优分配,(2)总负荷为400MW，即,可得：,校验不等式约束条件：,剩余的负荷功率300MW，应在电厂2和3之间重新分配：,经校验，三个发电厂的有功功率都在不等式约束范围内。,4.2电力系统有功功率的最优分配,校验不等式约束条件：,剩余的负荷功率450MW，应在电厂1和3之间重新分配：,经校验，三个发电厂的有功功率都在不等式约束范围内。,4.2电力系统有功功率的最优分配,a.设耗量微增率的初值；,b.求与对应的各发电设备应发功率；,4、等耗量微增率准则的迭代求解基本步骤：,c.校验求得的是否满足功率平衡条件：；,自b开始重新计算，直到满足有功功率平衡条件。,d.不满足有功平衡时，若，取；若，取；,4.2电力系统有功功率的最优分配,四、考虑网损时的有功负荷最优分配,网损修正系数,网损微增率,算例,二、能源消耗受限制（既有火电厂，又有水电厂）时，有功负荷的最优分配（一水一火）1、目标在整个运行时间段内满足用户的电力需求，合理分配水火电厂的负荷，使总燃料消耗量最少。2、最优分配原则目标函数：等式约束条件：,最优分配原则：即在每个时间段内，在满足功率平衡的情况下，按分配，并使总的水量消耗等于规定值。,相关规定,节能发电调度办法（试行）(国办发200753号)各类发电机组按以下顺序确定序位：1.无调节能力的风能、太阳能、海洋能、水能等可再生能源发电机组；2.有调节能力的水能、生物质能、地热能等可再生能源发电机组和满足环保要求的垃圾发电机组；3.核能发电机组；4.按“以热定电”方式运行的燃煤热电联产机组，余热、余气、余压、煤矸石、洗中煤、煤层气等资源综合利用发电机组；5.天然气、煤气化发电机组；6.其他燃煤发电机组，包括未带热负荷的热电联产机组；7.燃油发电机组。,最优潮流,目标函数等式约束不等式约束求解算法,最优潮流(OptimalPowerFlow，OPF)是指当系统的结构参数和负荷情况都已给定时，调节可利用的控制变量(如发电机输出功率、可调变压器抽头等)来找到能满足所有运行约束条件的，并使系统的某一性能指标(如发电成本或网络损耗)达到最优值下的潮流分布。,多目标优化问题,Pareto最优解,多目标优化问题,Pareto最优前沿,多目标优化问题,Pareto最优前沿求解算法,机组组合问题,人类活动是有周期性的，用电也有周期性日负荷周期、周负荷周期、季节性负荷周期负荷周期带来了发电的经济问题：保持所有机组运行付出的代价是巨大的。定义：机组投运（unitcommitment）是指将给定的机组开启、并与电网实现互联同步运行为了经济问题，可以根据当前和将来一段时间内的负荷要求将部分机组退出运行。即，根据当前和未来一段时间的负荷需求来决定投运足够的机组满足要求，同时使机组起停费用最小化与经济调度的区别：后者假设已经有N台机组连接到系统，只是制定一个经济的分配计划；而前者更复杂，假设N台机组可供调度，需要根据当前负荷情况和负荷预测来决定哪些机组参与服务。,为何出现机组组合问题？,最经济的方案是只开第一台机组！最经济的机组！,1200MW-500MW，步长50MW1000，三台机组600P1000，机组1、2小于600，机组1,机组投运的约束,首要约束足够的发电出力满足负荷需求旋转备用约束定义：同步连接的机组容量作用：保护电网由于意外切机规则：预测负荷需求的某一百分比；或者能补缺系统中最大出力机组的出力，并维持一定时间；需要分布在系统中，以避免拥塞。,热电机组约束时间约束：慢热效应从开机到并网需要花一段时间最小开停时间人力约束：多台机组不可能同时开停启动费用（冷启动、热启动）,UC问题,机组组合（UC）是在已知系统负荷预测、水电计划、交换计划、燃料计划、网损修正、机组状态的情况下，制定一段时间内发电机组的运行计划和启停计划，使系统发电和启停总费用最低。UC本质上是一个优化组合问题，理论上只要把所考察的机组群所有可能的组合进行比较即能得到最佳的组合方式。但这种所有可能的组合在实际问题中是一个天文数字.,穷举法？,穷举法（bruteforcemethod）是不合适的全部机组的组合：对于M个时间间隔，将可能有种组合对于1天24个小时、每小时一个间隔、5台机组，可能的组合有：,优先级列表法,优先级列表法-Prioritylistmethods基于一些简单的停机规则通过列举在各负荷水平下所有机组组合或者比较各机组的满负荷平均费用典型的停机规则：在每一时间间隔有负荷下降时，确定列表上下一台机组停机是否会满足负荷以及旋转备用要求如果不满足，该机组继续运行确定需要下一次启动该机组的时间如果该时间小于最小停机时间，则该机组继续运行比较费用来确定是否投运该机组后续H小时运行费用重开机费用,4.3电力系统的频率调整,作业题1：某系统有容量为100MW的四台发电机组并联运行，每台发电机组的调差系数为4，系统频率为50Hz时，总负荷为320MW，负荷的频率调节效应系数KLD*=1.5。当负荷增加50MW时，下列情况下，系统频率为多少？1）机组平均分配负荷；2）两台机组满载，余下的负荷由另外两台机组承担。机组平均分配负荷。当负荷增加50MW时，试计算：3）如果机组二次调频增发20MW有功功率，系统频率为多少？4）如果要使频率仍维持在50Hz，机组二次调频应增发多少功率？,4.2电力系统有功功率的最优分配,作业题2：已知某火电厂有两台机组，其耗量特性分别为：,每台机组的额定容量均为100MW，技术