电力系统分析：第十四章 电力系统的经济运行

第十四章电力系统的经济运行2023/10/302023/10/30电力系统运行的基本要求安全可靠优质电能经济环保本章内容：在保证整个系统安全可靠和电能质量符合标准的前提下，努力提高电能生产和输送的效率，尽量降低供电的燃料消耗或供电成本。电厂电网电力网中的能量损耗火电厂间有功功率负荷的经济分配水、火电厂间有功功率负荷的经济分配无功功率负荷的经济分配2023/10/30本章内容电力网中的能量损耗2023/10/305衡量供电企业管理水平的一项重要的综合性的经济技术指标电力网的损耗电量供电量网损率100%供电量：发电量-厂用电损耗电量：送电、变电、配电网损率（线损率）6串联支路：与I2成正比,如变压器绕组和线路导线中的损耗并联支路：与U2成正比,如变压器铁芯损耗、电缆和电容器绝缘介质中的损耗电网元件的能量损耗7规划阶段：最大负荷损耗时间法运行阶段：等值功率法线路中能量损耗的计算方法8最大负荷损耗时间法最大负荷损耗时间：如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的能量损耗恰等于线路全年的实际电能损耗，则称τ为最大负荷损耗时间。可以认为对给给定的功率因数，τ和最大负荷利用小时数Tmax有一定关系。9等值功率法电流，有功功率，无功功率的有效值等效值是一种均方根值。10提高用户的功率因数改善网络中的功率分布合理地确定电力网的运行电压水平组织变压器的经济运行对原有电网进行技术改造降低网损的技术措施11线损线损降低率装设并联无功补偿设备避免用电设备在低功率因数下运行措施1：提高用户的功率因数12在环网中引入环路电势进行潮流控制，或考虑开环运行（自然分布-经济分布）。配电网络重构：通过确定分段开关和联络开关的断开、闭合状态来优化配电系统的运行。措施2：改善网络中的功率分布13适当提高运行电压可以降低网损：变压器的铁损在网络总损耗所占比重小的电网——高压电网适当降低运行电压可以降低网损：变压器的铁损在网络总损耗所占比重大的电网——中压农网措施3：调整电网运行电压水平14并列运行的变压器铁芯损耗（并联支路）与台数成正比，绕组损耗（串联支路）则与台数成反比负荷越小越宜减少变压器运行台数措施4：组织变压器的经济运行15令

可得

临界功率16对季节性变化的负荷，使变压器投入台数符合损耗最小的原则是可行的。对24h内多次大幅度变化的负荷，则不宜完全按照经济运行方式。当变电所仅有两台变压器且需要切除一台时，应有相应的措施以保证供电的可靠性。变压器经济运行的原则17增设电源点提升线路电压等级增大导线截面减少变电层次调整用户的负荷曲线，减小高峰负荷和低谷负荷的差值（需求侧管理）措施5：电网技术改造火电厂间有功功率负荷的经济分配2023/10/3019耗量特性曲线：反映发电设备（或其组合）单位时间内能量输入和输出关系的曲线耗量特性锅炉汽轮机燃料t标准煤/h蒸汽t/h电功率MW(MWh/h)20耗量特性曲线上某点切线的斜率称为该点的耗量微增率λ

发电效率η=P/F（同样多的燃料能发出多少电？）

λ=dF/dP

效率曲线和微增率曲线微增率越大，增加发电机出力越难发电机轻载时增加出力容易，重载时增加出力难21目标：总的燃料消耗为最小minF=F1(PG1)+F2(PG2)约束条件：PG1+PG2-PLD=0

PG1

PG2

PLD

G2

G1

dF1/dPG1

=dF2/dPG2

两台机组间的负荷经济分配22目标：总的燃料消耗为最小minF=ΣFi(PGi)约束条件：ΣPGi

-PLD=0

多个发电厂间的负荷经济分配23拉格朗日乘数法极值点满足i=1,2,…,n

等微增率准则：负荷在机组间分配时，如它们的燃料消耗微增率相等，则总的燃料消耗量将是最小的。24例14-3三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：当总负荷为700MW和400MW时，试分别确定发电厂间功率的经济分配25解：按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性得到等微增率时的电厂出力关系PG1=14.29+0.572PG2=0.643PG3,PG3=22.22+0.889PG226续解：总负荷为700MW时PG1+PG2+PG3=70014.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=700PG2=270MW,越限，取PG2=250MW,剩余的负荷功率450MW再由电厂1和3进行经济分配得到PG3=274MW，PG1=176MW27续解：总负荷为400MW时PG1+PG2+PG3=40014.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=400PG2=147.7MWPG1=98.77MW,越限，取PG1=100MW,剩余的负荷功率300MW再由电厂2和3进行经济分配得到PG3=153MW,PG2=147MW28计及网损的有功负荷经济分配优化模型变为满足拉格朗日函数变为极值条件变为或经过网损修正的等微增率准则水、火电厂间有功功率负荷的经济分配（动态规划，不讲）2023/10