文档介绍：第五章电力系统正常运行方式的调整和控制
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第五章电力系统正常运行方式的调整和控制
有功功率的最优分布
频率调整
无功功率与电压的调整
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概述
电力系统是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。如何保证正常、稳态运行时的电能质量和经济性问题,是我们考虑的重点问题之一。
衡量电能质量的指标包括:频率质量、电压质量和波形质量,分别以频率偏移、电压偏移和波形畸变率表示。
衡量运行经济性的主要指标为:比耗量和线损率
有功功率的最优分布包括:有功功率负荷预计、有功功率电源的最优组合、有功功率负荷在运行机组间的最优分配等。
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P1(幅度小,周期短,一次调频)
P2(幅度较大,周期较长,冲击性负荷,二次调频)
P3(幅度最大,周期最长,由生活、气象等引起,三次调频)
P
t
第一节电力系统中有功功率和频率的调整和控制
1、日负荷曲线
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不同的周期的负荷有不同的变化规律:
第一种变动幅度很小,周期又很短,这种负荷变动有很大的偶然性;
第二种变动幅度较大,周期也较长,属于这种负荷的主要有:电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷变动;
第三种变动基本上可以预计,其变动幅度最大,周期也最长,是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动。
根据负荷变化,电力系统的有功功率和频率调整大体上也可分为:
一次调频:由发电机调速器进行;
二次调频:由发电机调频器进行;
三次调频:优化准则,即由调度部门根据负荷曲线进行最优分配,责成各发电厂按事先给定的负荷发电。除平衡节点(调频)外均属此类。(有功功率日负荷曲线)
前两种是事后的,第三种是事前的。
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一次调频是所有运行中的发电机组都可参加的,取决于发电机组是否已经满负荷发电。这类发电厂称为负荷监视厂。
二次调频是由平衡节点来承担。
三次调频即是经济调度的内容
电力系统经济调度:是电力系统运行的重要内容之一,其主要任务是在保证电能质量和供电安全性的前提下,使系统的运行成本降至最低。系统经济调度主要通过制定优化的系统运行计划来实现。短期运行计划就是指日或周的系统发电计划,其直接服务于系统的优化运行。系统的短期运行计划问题是一个十分复杂的系统优化问题,但由于其所带来的显著经济效益,人们一直在积极研究,提出了各种方法来解决这个问题。
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2、负荷的频率特性
如果分别取PLN和fN作为PL和f的基准值
fN
PLN
PL
f
△f
二. 频率调整的必要性和有功功率平衡
频率是电力系统运行的一个重要的质量指标,直接影响着负荷的正常运行。负荷要求频率的偏差一般应控制在(±~ ±0. 5)Hz的范围内。
一般而言,系统综合负荷的有功功率与频率大致呈一次方关系。
要维持频率在正常的范围内,其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。
1、频率调整的必要性
负荷的单位调节功率:综合负荷的静态频率特性的斜率。
一般而言:
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频率不稳定给运行中的电气设备带来的危害:
对用户的影响
产品质量降低
生产率降低
对发电厂的影响
汽轮机叶片谐振(低频)
辅机功能下降(通风量,磁通密度等)
对系统的影响
互联电力系统解列
发电机解列
2、有功功率平衡和备用容量
有功功率电源:可投入发电设备的可发功率之和,不应小于包括网损和厂用电在内的系统(总)发电负荷。
系统的备用容量:系统电源容量大于发电负荷的部分。可分为热备用和冷备用或负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。
用户申报+计划调整(经验型)
发电厂负荷曲线=总负荷+网损+厂用电
%~1%Pmax
火电:5%~8%
核电:4%~5%
可变
不可变
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负荷预测的精度直接影响经济调度的效益,提高预测的精度就可以降低备用容量,减少临时出力调整和避免计划外开停机组,以利于电网运行的经济性和安全性。
负荷预测分类:
安全监视过程中的超短期负荷预测;
日调度计划日负荷预测;
周负荷预测;
年负荷预测;
规划电源和网络发展时需要用1~20年的负荷预测值。
负荷备用:调整负荷波动或超计划负荷增加,2~5%Pmax
事故备用:发电设备发生偶然事故时,使电力用户不受严重影响,维持系统正常供电所需的备用,5~10%Pmax
检修备用:使系统中发电设备能定期检修而设置,(视需要);
国民经济备用:着眼未来
注意:只有在备用容量充足的情况下,才谈得上经济分配
电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的需求,即进行电力负荷预测,按照调度计划的周期,可分为日负荷预测,周负荷预测和年负荷预测。
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三. 发电机组调速系统和频率的一次调整
关键在于利用杠杆的作用调整汽轮机或水轮机的导向叶片,使其开度增大,增加进汽量或进水量。
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