电力系统的有功功率平衡、最优分配和频率调节ppt课件

1、第1、5章有效电力和频率调整、2、基本内容、有效平衡和频率变化的关系(补充)本章的主要内容及其关系5.1电力系统中有效电力的平衡5.2电力系统中有效电力的最佳分配5.3电力系统的频率调整、3、发电机组的有效平衡：发电机的电磁电力PGi和原动机惯性大，有效调节慢，瞬变负载和发电机功率不能保持平衡，只能保证动态平衡，频率也动态稳定。 发电机组原发电机、电力系统的有效平衡：发电机与负载之间的电磁电力平衡、时刻平衡、推力、电阻、发电机组有效平衡与频率的关系、频率变化反映了机组有效平衡的关系，是机组有效调整的依据。 有效平衡与频率变化的关系，4，本章的主要内容及其关系，目标：保证频率的质量和稳定，有效日

2、程的经济和可靠性要求，负载的变动类型，频率的调整方法，发电机的电磁有效变化类型，原动机的有效调整方法，各组的有效调整特性，有效备用容量的概念， 一次调频二次调频三次调频频率变化和功率调整量的定量关系，偶然的冲击性周期性：5，5.1电力系统中有效功率的平衡的基本概念，负载变动的类型和特征是？ 频率调整的方法及其特征是？ 负载变动和频率调整的关系是？ 什么是可调度的系统电源容量、备用容量、热备盘和冷备用、负载备用(事故备用、检查备用、国民经济备用)？ 两种备用容量的关系是什么？6， 5.1电力系统中有效电力的平衡是5.1.1有效电力负载的变动和调整控制(1)有效电力负载的变动的变动类型及其特征综合

3、负载的分解(2) 有效功率和频率的调整方法及其特征任务的分配5.1.2有效功率负载曲线的预期5.1.3有效功率电源和备用容量，7，负载变动的类型及其特征，第一种：变动幅度小，周期短，具有大的偶然性。 偶发负荷变动第二种：变动幅度大，周期长，冲击性负荷(电炉、轧制机械、电力机车) 冲击性负荷变动第三种：变动幅度最大，周期最长，生产、生活、气象变化引起的(可预测的) 可预见负荷变动偶然的负荷变动冲击性的负荷变动，预测性的负荷变动：9，频率调整方法及其特征，频率的一次调整：基于发电机组的调速器(第一种负荷变动)。 频率的二次调整：使用发电机组的频率调制器(第二负载的变动)。 调频工厂根据潮流计算中平

4、衡节点频率的三次调整，根据优化标准分配第三个有规律变动的负载，指示各发电厂按事先给定的发电负载曲线发电。 负载侧管理：当各个负载大量或长时间超过计划电力而影响系统运行质量时，系统管理部门在远处切除一部分或全部的控制方式(与前三种不同)，电力系统中负载变动的幅度越大，周期就越长。 图5-2调频任务的分配，p，11，5.1.2有效功率负载曲线的预测，作用：有效功率和频率的三次调整的根据方法： (1)现有方法(2)统计分析方法回归分析法，时间序列分析法等。(否)，12，5.1.2有效电力负荷曲线的预测传统方法是，收集未来几天的预测负荷(大电力需求者)，参照长期积累的实测数据，将调整用电负荷合计在一起

5、，计入网络损失：一般系统总负荷的约6%10%不变损失：负荷的火力发电厂，5%8%； 核电站：4%5%； 要考虑可以相应地投入的发电设备和发电容量，特别要注意气象条件的变化对负荷曲线的影响。 实测负荷曲线形成后，负荷曲线的加工也是必要的。13、图5-3负荷曲线加工、加工原则：实测曲线加工前后，最大和最小负荷特性与曲线上的面积必须一致。 5.1.2有效电力负荷曲线的预测负荷曲线的加工、实测曲线、加工后的曲线、14， 5.1.3有效电力电源和备用容量、有效电力电源有效电力备用容量备用容量、热备件和冷备用负载备用、事故备用、检查备用、国民经济备用的各备用容量的关系5.1.3有效电力电源和备用容量* 有

6、效电力电源， 系统中可计划的系统电源容量有可能成为总设备容量的定期停止检查水电站发电机因水头极度下降而无法以额定容量发电的各发电站的可运转发电机组的可发电电力之和为可计划的系统电源容量。16、5.1.3有效电力电源和备用容量* 有效电力备用容量必须大于发电负载，以确保可靠的电力供应和良好的电力质量。 备用容量：可计划的系统电源容量大于发电负载的部分。 热备盘(旋转备盘):运行中的发电设备能发电的最大电力和系统发电负荷的差。 冷待机：未运行的发电设备可能发电的最大电力。 检查中的发电设备不是冷热备用的。 发电设备从“低温状态”投入系统，到输出额定电力需要几分钟(水力发电正常)或十多小时(火力发电

7、所)。 热备件越多，有助于保证电力质量和电力供给的可靠性，但经济性越差。、17、5.1.3有效电力电源和备用容量* 有效电力备用容量、负载备用：调整系统中的短时间负载变动，并负担计划外的负载增加。 负荷备用设置在频率调制工厂内，取最大负荷的2%5% (大系统取小值，小系统取大值)。 )事故备用：为了防止电力用户在发电设备偶然发生事故时受到严重影响，维持系统正常电力供给所必需的备用。 取最大负载的5%10%，但不能小于系统的最大单元容量。 检查备用：为了能定期检查系统内的发电设备而设置的备用。 只有在系统负荷季节性下降的期间和节假日不能检查所有设备的大小的情况下，才设置特别的检查备用。 国民经济

8、预备：为计划和负荷的超计划增长而设置的预备。18、5.1.3有效电力电源和备用容量* 的各种备用容量的关系，负载备用的备用故障备用3354至少一部分备用热备件(可包括冷热备用)的检查备用(通过检查年最大负载曲线确定)国民经济备用、19、5.2电力系统中有效电力的最佳分配的基本概念、有效电力的最佳分配的主要内容是？ 各种发电站的运行特征是？ 各种发电站的投资费用的特征是？ 各发电站的运转费用是多少？ 水-原子能-火是什么是水电站和火力发电厂的强制电力？ 20. 5.2电力系统中有效电力的最佳分配5.2.0概况-有效电源的最佳配合和有效负荷的最佳配合5.2.1各种发电厂的运行特点和合理的配合5.2

9、.2最佳分配负荷时的目标函数和制约条件(略)5.2.3最佳分配负荷时的等效消耗量微增率的标准(5.2.4等消费量微增率规范的推进运用(水火)(略)5.2.5网络损失的修正(略)5.2.6对电力市场和电力系统经济运行的影响(略)、21、5.2.0概况、有效电力的最佳分配主要包括两个内容： (1)有效电力电源的最佳组合： 主要涉及冷热备用容量的合理分布问题。 (2)有效电力负载的最佳分配：有效电力负载分别运行的发电设备和发电站之间的合理分配，即负载的经济调度和最佳潮流问题。 主要涉及热备件容量的合理分布问题。 目标是煤炭消耗量最少，污染排放量最少，停电损失最少，发电成本最少，水消耗量最少，水力发电

10、量最多等。 制约条件包括机组运行特性制约、网络安全制约、水库流量制约等，22、5.2.1有各种发电站的运行特征和合理组合的5.2.1.1各种发电站的运行特征(1)火力发电厂的运行特征(2)核电站特征(3)水力发电厂无调节和水电站特征(5)抽水蓄能电站特征(5.2.1.2各种电站的合理组合)、23，5.2.1各种电站的运行特征热电厂的运行特征锅炉和汽轮机有技术最小负荷，前者为额定负荷的25 % 如果负担总共35%85%的锅炉和汽轮机的切断和急剧的变动负荷，会消耗能量，费时间，设备容易损坏。 火力发电厂锅炉和汽轮机的分类： (1)高温高压设备：高效灵活调节的范围窄；(2)中温中压设备：效率低于高温

11、高压设备，可灵活调节的范围比高温高压设备宽。 (3)低温低压设备：技术经济指标最低，废热发电厂(供热式火力发电厂) :效率高，技术最小负荷取决于热负荷(称为强制电力)，24，5.2.1.1各种发电站的运转特征核电站的特征，原子炉的负荷没有限制，其技术最小如果负担其额定负荷的10%15%的原子炉和汽轮机的投入和急剧的变动负荷的话，核电站的一次投资很大，运转费用很小。 、25、5.2.1.1各种电厂的运行特征水电站的特征，水电站的强制电力：为了保证河流下游的灌溉、通航，向下游释放一定水量时的电力。 水轮机也有技术最小负荷，其值因水电站具体条件而异。 负担水车的投入和急剧的变动负荷时操作简单，消耗很

12、多能量，不花费很多时间。 水电站水头过度下降时，水轮发电机组能发电的电力必须下降。 水电站根据有无水库调节、水库大小调节的功能，分为有无调节、日调节、季节调节、年调节、多年调节和抽水蓄能等几个种类，有26，5.2.1各种发电站的运行特征调节和水电站的分类特征，将水库分为一昼夜的水量和机组的输出几乎没有变化。 有调节水库的水电站：运行方式取决于水库规划中指定的水电站的耗水量。 洪水季节，全负荷运转。 水多，不扔水。 缺水季节，会负担急剧的变动负荷。来水少，可以储藏的根据水库容量，分为日、年、年等调节方式，仓库容量越大，调节能力越强。 多年调节意味着库容足够大，可以储藏多年多馀的水量，表示库容的调

13、节能力强。 、27、5.2.1各种电站的运行特征抽水蓄能电站特征，抽水蓄能电站：上下各有水库。 在系统负荷达到山谷时，抽水至上水库的蓄水能量系统负荷达到峰值时，注水一边向下池注水一边发电抽水能量，注水发电循环的总效率只有70%，但由于具有较强的消峰填充谷的作用，所以能够使火力发电站的负荷比较稳定28、5.2.1.2考虑到各种电厂的合理组合、调节性能和能力的结合，网络和调频要求的组合顺序，示意性地表示各种电厂的日负载曲线，29， 5.2.1.2各种发电厂的合理组合考虑调节性能和能力组合的顺序，各种发电厂组合的顺序考虑调节效率/能力火电厂，基本上负担不变的负荷，避免频繁调节为好。 高温高压发电站优

14、先投入，其次是中温中压发电站。 核电站原则上应该继续负担额定容量负荷，运行费用小的无调节水库水电站的全电力和有调节水库水电站的强制电力首先要接通。 水库水电站为调整可调电力洪水季节而投入的枯水季节后投入。 抽水蓄能电站谷负荷时为负荷，峰值负荷时为电源。，30，5.2.1各类发电站的合理组合考虑到网络和调频请求的组合，(2)可靠的供电保证，降低网络损失，保持良好的电力质量，充分的系统稳定性等要求不可忽视。 (3)负载曲线的最高处是承担调整系统频率任务的发电站的工作位置。 负荷备用设在调频厂内，缺水季节由大水电厂担任调频任务，丰水期为中温中压火电厂，抽水蓄能电站在其发电期间也可以参加调频。缺水期、

15、丰水期、组合顺序的形象，各发电站的日负荷曲线，33，5.3电力系统频率调整的基本概念和基本计算方法发电机，负载和系统的单位调整电力的定义和物理意义发电机， 负载和系统单位调整功率的计算式一次调频的功率频率调整量的计算方法二次调频的功率频率调整量的计算方法一次调频或二次调频时联系系统联络线功率调整量的计算方法频率调制工厂应满足的要求是5.3.1频率调整的必要性5.3.2自动调速系统及其调整特性5.3 . 3频率的一次调整5.3.5频率调整发电站的选择，35，5.3.1频率调整的必要性， (1)电力系统频率变动对用户的影响频率的变化，影响用户的产品质量的频率的不稳定，影响电子设备的动作；(2)频率

16、的降低使系统自身和发电站的影响系统的无效负荷增大； 系统电压水平的下降影响锅炉正常运转，增加涡轮叶片的破损的机会发电机的定子和转子的温度上升如果增大变压器的铁心损失和励磁电流，则系统整体可能崩溃，引起大面积停电(3)调整频率的手段：发电机组的原动机的自动转速系统调速器：频率的、36、5.3.2自动调速系统及其调整特性5.3.2.1离心摆式自动调速系统(1)的原理图(2)频率的“一次调整”作用原理(3)频率的“二次调整”作用原理5.3.2.2电源有效功率静态频率特性发电机组中原动机机械电力的静自动调速系统的静态频率特性(2)自动调速系统没有配置调速器作用的静态频率特性调制器作用的静态频率特性，D1，E1，C1，F1，B1，离心偏航式自动调速系统，转速偏差对进气/闸门开度有负反馈作用，负载，转速，B1 5.3.2.1离心偏航式自动调速系统频率的“一次调整”作用原理，原动机主轴移动套筒，套筒使偏航旋转的单元的负荷增大，转速下降，接近旋转轴，a点下降到a点的汽油发动机的活塞在两侧频率调制器不动时，d点不动，控制杆DE以d点为中心顺时针旋转到DE，f点下降到f点和e点，e点下降。、39、5