第6章电力系统经济运行课件.pptx

研究内容：研究内容：在供应相同负荷和满足相同约束的条在供应相同负荷和满足相同约束的条件下，采用优化系统中可能的所有手段使件下，采用优化系统中可能的所有手段使运行费用最小运行费用最小第6章电力系统经济运行1电力网损耗电量电力网损耗电量损耗电量损耗电量供电量供电量6.1 6.1 电力网中的能量损耗电力网中的能量损耗 一、基本概念一、基本概念 在给定的时间内，系统中所有发电在给定的时间内，系统中所有发电 厂的总发电量同厂用电量之差厂的总发电量同厂用电量之差所有送电、变电和配电环节所损耗的电所有送电、变电和配电环节所损耗的电量不包括厂用电，不同管理部门所量不包括厂用电，不同管理部门所关心的范畴不同）关心的范畴不同）同同一一时时间间内内，电电力力网网损损耗耗能能量量占占供供电电量量的百分比的百分比网损率网损率线损率线损率电力网损耗率电力网损耗率供电量供电量2v 一部分同施加给元件的电压有关一部分同施加给元件的电压有关二、电网损耗的基本概念二、电网损耗的基本概念两种类型两种类型：对地支路（其他）对地支路（其他）串联支路（功率流通途径）串联支路（功率流通途径）变压器励磁损耗变压器励磁损耗对地对地B B 。

变压器漏抗变压器漏抗线路阻抗线路阻抗在电力网元件的功率损耗和能力损耗中：在电力网元件的功率损耗和能力损耗中：v 一部分同元件通过的电流（或功率）的平方成正比一部分同元件通过的电流（或功率）的平方成正比 例如变压器空载损耗与电压平方成正比，当电例如变压器空载损耗与电压平方成正比，当电压变化不大时，可以近似认为不变压变化不大时，可以近似认为不变例如变压器绕组和线路导线中的损耗例如变压器绕组和线路导线中的损耗3 如图，在给定的运行时间如图，在给定的运行时间T T 内，其能量损耗为：内，其能量损耗为：计算较简单计算较简单计算较困难计算较困难重点讨论第二项的计算方法重点讨论第二项的计算方法4重点讨论第二项的计算方法重点讨论第二项的计算方法 简要介绍两种计算能量损耗的方法：简要介绍两种计算能量损耗的方法：1 1、最大负荷损耗时间法、最大负荷损耗时间法 2.2.等等值值功率法功率法 51 1、最大负荷损耗时间法、最大负荷损耗时间法 假定线路向一个集中负荷供假定线路向一个集中负荷供电（如图），在时间电（如图），在时间T T内线内线路的能量损耗为：路的能量损耗为：这种算法很繁，视在功率曲线又难以准确知道，因此工程这种算法很繁，视在功率曲线又难以准确知道，因此工程实际中常采用实际中常采用最大负荷损耗时间法最大负荷损耗时间法来计算损耗！来计算损耗！最大负荷损耗时间最大负荷损耗时间最大负荷功率最大负荷功率简单供电网简单供电网6最大负荷损耗时间最大负荷损耗时间若认为电压接近于若认为电压接近于恒定恒定，则，则 如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率 ，在，在 小时内的能量损耗恰等于线路全年的实际小时内的能量损耗恰等于线路全年的实际电能损耗，则称电能损耗，则称 为最大负荷损耗时间。

为最大负荷损耗时间7v该算法很繁琐，目前来说问题不在于积分计算，而该算法很繁琐，目前来说问题不在于积分计算，而在于在于S S 的变化曲线难以准确知道，于是工程中转向的变化曲线难以准确知道，于是工程中转向于近似考虑，转化为其它易于解决的问题于近似考虑，转化为其它易于解决的问题v 的计算乃是一个工程中的统计问题，可以有解的计算乃是一个工程中的统计问题，可以有解的方法，不要求深入探究的方法，不要求深入探究 82 2、等值功率法、等值功率法 简单供电网简单供电网 仍以此图为例，在给定的时仍以此图为例，在给定的时间间T T 内的能量损耗：内的能量损耗：无功功率等效值：无功功率等效值：有功功率等效值：有功功率等效值 可以通过各自可以通过各自的平均值表示为：的平均值表示为：-(1)-(1)-(2)-(2)-(3)-(3)9 电力网的电能损耗不仅耗费一定的动力资源，电力网的电能损耗不仅耗费一定的动力资源，而且占用一部分发电设备容量因此，降低网损是而且占用一部分发电设备容量因此，降低网损是电力企业提高经济效益的一项重要任务电力企业提高经济效益的一项重要任务三、降低网损的技术措施三、降低网损的技术措施 为了降低电力网的能量损耗，可以采用各种技为了降低电力网的能量损耗，可以采用各种技术措施。

以下从两个方面简要介绍：术措施以下从两个方面简要介绍：运行管理措施运行管理措施电网改造电网改造10 运行管理措施运行管理措施 提高用户的功率因数提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率减少线路输送的无功功率 各级变电站尽量做好无功功率的就地平衡各级变电站尽量做好无功功率的就地平衡 （并联补偿投切（并联补偿投切FACTSFACTS）如何提高功率因数？如何提高功率因数？v 装设并联无功补偿设备装设并联无功补偿设备 v 用户所选用的电动机容量应尽用户所选用的电动机容量应尽 量接近它所带的机械负载量接近它所带的机械负载 R+jXP+jQ如图，线路损耗为：如图，线路损耗为：v 高压电机接近于额定运行高压电机接近于额定运行 11 欲使网络的功率损耗为最小，功率应欲使网络的功率损耗为最小，功率应如何分布？如何分布？功率的经济分布功率的经济分布 功率经济分布功率经济分布 功率损耗为最小的分布功率损耗为最小的分布功率自然分布是否一定为经济分布？功率自然分布是否一定为经济分布？1)1)无功功率优化减少网损无功功率优化减少网损后边要讨论后边要讨论2)2)有功功率优化减少网损有功功率优化减少网损12网络的功率损耗为：网络的功率损耗为：由此解出：由此解出：将上式分别对将上式分别对 和和 取偏导数，取偏导数，并令其等于零并令其等于零如图所示如图所示13上面公式表明：上面公式表明：在环形网络中与电阻成反比分布时，功在环形网络中与电阻成反比分布时，功率损耗为最小，也即为经济分布。

率损耗为最小，也即为经济分布功率的自然分布不一定为经济分布！功率的自然分布不一定为经济分布！功率的实际分布为：功率的实际分布为：只有在每段线路的比值只有在每段线路的比值 R/X R/X 都相等的都相等的均一网络均一网络中，功率的自然分布才与经济中，功率的自然分布才与经济分布相等分布相等14 为了降低网络功率损耗，可以采取一些措为了降低网络功率损耗，可以采取一些措施使非均一网络的功率分布接近经济分布：施使非均一网络的功率分布接近经济分布：1)1)选择适当的地点作开环运行；选择适当的地点作开环运行；3)3)在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生 环路电势及相应的循环功率，以改善功率分布；环路电势及相应的循环功率，以改善功率分布；2)2)在环网中比值在环网中比值 特别小的线段进行串联电特别小的线段进行串联电 容补偿；容补偿；15 在一个变电所内装有在一个变电所内装有 n n 台容量和型号都相同的变压器时，台容量和型号都相同的变压器时，根据负荷的变化适当改变投入运行的台数，可减少功率损耗根据负荷的变化适当改变投入运行的台数，可减少功率损耗5)5)组织变压器的经济运行；组织变压器的经济运行；总负荷功率为总负荷功率为S S 时，并联运行的时，并联运行的n 台变压器的总损耗为：台变压器的总损耗为：对对n n求偏导求偏导,并并令其为零：令其为零：取取 n n 值相邻的整数进行功率损耗计算，值相邻的整数进行功率损耗计算，校核其功率损耗是否最小。

校核其功率损耗是否最小16v 对于季节性变化的负荷，使变压器投入的对于季节性变化的负荷，使变压器投入的 台数符合损耗最小的原则是有效的；台数符合损耗最小的原则是有效的；5)5)组织变压器的经济运行；组织变压器的经济运行；v 工厂中变压器容量的选择要适应经济性发工厂中变压器容量的选择要适应经济性发 展的需要展的需要6)6)调整用户的负荷曲线；调整用户的负荷曲线；7)7)合理安排检修计划合理安排检修计划减少高峰负荷和低谷负荷的差值，提高最减少高峰负荷和低谷负荷的差值，提高最小负荷率，使形状系数接近于小负荷率，使形状系数接近于1 1172 2、对原有电网进行技术改造、对原有电网进行技术改造 提高线路电压等级；提高线路电压等级；安装电容补偿设备；安装电容补偿设备；合理选择导线的截面合理选择导线的截面按经济电流密度选择导线截面，按安全条件按经济电流密度选择导线截面，按安全条件等进行校核：等进行校核：a a、防止电晕损耗和干扰；防止电晕损耗和干扰；b b、机械强度；机械强度；c c、热稳定；热稳定；d d、调压随着城市的发展，配电网络的负荷越来越重，为随着城市的发展，配电网络的负荷越来越重，为了满足日益增长的对电力的需求，极有必要对原有网了满足日益增长的对电力的需求，极有必要对原有网络进行改造。

络进行改造增设电源点；增设电源点；186.2 6.2 火电厂间有功功率的经济分配火电厂间有功功率的经济分配1 1、基本概念、基本概念使燃料消耗最少使燃料消耗最少v 用煤吨数表示或用煤吨数表示或 money money 表示有功优化的有功优化的 目标函数目标函数耗量特性耗量特性反映发电设备单位时间内能量输反映发电设备单位时间内能量输入和输出关系的曲线入和输出关系的曲线耗量特性耗量特性 v锅炉的输入是燃料（锅炉的输入是燃料（t t标准煤标准煤/h h），），输出是蒸汽（输出是蒸汽（t/ht/h）；）；v汽轮发电机组的输入是蒸汽（汽轮发电机组的输入是蒸汽（t/ht/h），），输出是电功率（输出是电功率（MWMW）；）；v水电厂输入是水（水电厂输入是水（m m3 3/h/h）19 耗量特性曲线上某点的纵耗量特性曲线上某点的纵横坐标之比横坐标之比 ，即输入与，即输入与输出之比输出之比耗量特性曲线上某点切线的斜率称耗量特性曲线上某点切线的斜率称为该点的耗量微增率为该点的耗量微增率它表示在该点运行时输入增它表示在该点运行时输入增量对输出增量之比量对输出增量之比比耗量比耗量倒数倒数 表示发电厂的效率表示发电厂的效率 耗量微增率耗量微增率耗量特性耗量特性 1 1、基本概念、基本概念202 2、双机运行时的有功分配、双机运行时的有功分配 两台机组并联运行两台机组并联运行 已知两台机组的耗量性已知两台机组的耗量性 、和总的负荷功率和总的负荷功率 。

如何确定负荷功率在两机组间的如何确定负荷功率在两机组间的分配，使总的燃料消耗最小？分配，使总的燃料消耗最小？目标函数：目标函数：约束条件：约束条件：耗量特性：耗量特性：已知，已知，求解，求解，21采用拉格朗日乘数法求条件极值采用拉格朗日乘数法求条件极值：对对 求偏导求偏导,并令其为零并令其为零：2 2、双机运行时的有功分配、双机运行时的有功分配 两台机组并联运行两台机组并联运行 22结论：结论：负荷在两台机组间分配时，如负荷在两台机组间分配时，如果它们的燃料消耗微增率相等，果它们的燃料消耗微增率相等，即：即：则总的燃料消耗量将是最小则总的燃料消耗量将是最小等微增率准则等微增率准则2 2、双机运行时的有功分配、双机运行时的有功分配 两台机组并联运行两台机组并联运行 233 3、多个火电厂的有功功率经济分配、多个火电厂的有功功率经济分配 假定有假定有n n 个火电厂，燃料消耗特性分别为个火电厂，燃料消耗特性分别为 ，系统的总负荷为，系统的总负荷为 ，暂不考，暂不考虑网络中的功率损耗，虑网络中的功率损耗，系统负荷在系统负荷在n n 个发电厂间如何进行经济分配？个发电厂间如何进行经济分配？已知，已知，求解求解，约束条件：约束条件：耗量特性：耗量特性：目标函数：目标函数：243 3、多个火电厂的有功功率经济分配、多个火电厂的有功功率经济分配 ,=采用拉格朗日乘数法求条件极值采用拉格朗日乘数法求条件极值：对对 求偏导求偏导,并令其为零并令其为零：或或 由于每个发电厂的燃料消耗只是该厂输由于每个发电厂的燃料消耗只是该厂输出功率的函数，因此上。