电力系统分析第14章重点.pptVIP

第十四章 电力系统经济运行 §14.0 概述 §14.1 电力网中的能量损耗 §14.2 火电厂间有功功率的经济分配 §14.3 水火电厂间有功功率负荷的经济分配 §14.4 无功功率负荷的经济分配（无功优化经典法） §14.5 小结 1、一个火电厂和一个水电厂的有功经济分配 假定系统中只有一个水电厂和一个火电厂。水电厂运行的主要特点是，在指定的较短运行周期内总发电用水量 为给定值。 如何分配水、火电厂的负荷，使总燃料耗量为最小？ 表示火电厂的功率 表示火电厂的损耗特性 表示水电厂的功率 表示水电厂的损耗特性 其中： 1、一个火电厂和一个水电厂的有功经济分配 即： 已知， 求解， 约束条件1： 目标函数： 约束条件2： 把指定的运行周期 ，划分为s 个更短的时段： 在任一时段 内，假定负荷功率、水电厂和火电厂的功率不变，并分别记为 1、一个火电厂和一个水电厂的有功经济分配 则： 约束条件1： 目标函数为： 约束条件2： 改为 约束条件2： 约束条件1： （ ） 总共有s ＋1个等式约束条件。 应用拉格朗日乘数法，为约束条件1设置乘数 ，为约束条件2设置乘数 。 构成拉格朗日函数： 上式中共有 3s＋1 个变量。将函数分别对这些变量求偏导，并令其为零。 （ ） （ ） （ ） （ ） 其中： 合写为 如果时间段取得足够短，则认为任何瞬间都满足： 上式表明，在水、火电厂间负荷的经济分配也负荷等微增率准则。 讨论： ① 的含义： 当火电厂增加功率 时，煤耗增量为: 当水电厂增加功率 时，耗水增量为: ——（1） ——（2） （1）、（2）两式相除并计及 吨煤/立方米水 上式表明，按发出相同数量的电功率进行比较，1立方米的水相当于 吨煤。 水煤换算 系数 值的选取应使给定的水量在指定的运行期间正好全部用完。 ② 物理含义： 讨论： 一般情况下， 值的大小与该水电厂给定的日用水量有关。 在枯水期，给定的日用水量较少，水电厂应少带负荷，此时 应取较大的值，使水耗微增率较小。 在丰水期，给定的日用水量较多，水电厂可以多带负荷， 应取较小的值，水耗微增率较大； 2、水火电协调方程式的求解 ① 书上方法； ② 讨论：当发电机多时（水电厂），收敛困难； ③ 非线性方程组 思考题： 1、n 个水电厂，m 个火电厂，耗量特性分别为： 时间内负荷可以分为S 个时段，△t1，……,△tS ，每个时段的负荷为 ， 的时间内各个水电厂的用水量均为 ，……, ，试用拉格朗日的方法推导在忽略网损的条件下，n 个水电厂的m 个火电厂之间有功经济分配的公式。 思考题： 2、n 个火电厂，耗量特性分别为 ，总负荷为 PLD ，各电厂无功备用充足，端电压 维持不变，选n电厂作为平衡机，试采用拉格朗日方法推导计及潮流方程约束条件下的有功优化分配数学模型。 提示： 1、无功功率负荷的经济分配（等微增率准则的应用） 如图所示的简单线路， 产生无功功率并不消耗能量，但其在网络中的传输则会产生有功功率损耗。在有功负荷分配已确定的前提下，如何调整各无功电源之间的负荷分布，使有功网损达到最小？ 有功损耗可表示为： ① 问题: 手段：调整无功电源出力。 进行无功负荷经济分配时，除平衡机以外，所有发电机的P 都已确定，各节点负荷的Q 也是已知的，待求的是节点无功电源的功率。 ① 问题: 注： 无功电源可以是发电机、同步调相机、静止电 容器和静止补偿器等。 ② 数学形式: 假设无功功率电源接于节点1，2…，m，其中出力和节点电压的变化范围不受限制。 约束条件： ② 数学形式: 用拉格朗日乘数法构造函数： 网络的无功 功率损耗 求解： 将L分别对 和 取偏导并令其为零, 于是得到无功功率负荷经济分布的条件为： 上式是等微增率准则在无功功率负荷经济分配问题中的具体应用。说明当各无功电源点的网损微增率相等时，网损达到最小。 网络有功损耗对于第i 个无功电源功率的微增率； 无功网损对于第i 个无功电源功率的微增率； 无功网损修正系数。 其中： ③ 经典法无功优化的计算步骤 1）潮流 2） 值 4）重新进行潮流计算，（无PV 节点） 3） ＞0， ， ＜0， 5）精度判断： 问题： 1），3）中随机性→收敛困