5电力系统的有功功率和频率调整6学时.ppt

第五章 电力系统的有功功率和频率调整 宁波大学信息学院 电气工程及其自动化系 第五章 电力系统的有功功率和频率调整 衡量电能质量的指标 频率 电压 波形 衡量运行经济性的主要指标 比耗量 线损率 本章的主要内容 5.1 电力系统有功功率的平衡 5.2 电力系统中有功功率的最优分配 5.3 电力系统的频率调整 第一节 电力系统中有功功率的平衡 ? 有功负荷的变动和调整控制 ? 有功负荷曲线的预计 ? 有功功率电源和备用容量 一、有功功率负荷的变动和调整控制 有功频率特性 有功平衡的高低决定了频率的高低 负荷波动是频率偏差的根本原因 一、有功功率负荷的变动和调整控制 负荷曲线 实际的负荷曲线由三种负荷所构成。 第一种负荷变动幅度很小、周期很短（10秒以下），随机性很强，无法预测。主要由中小型用电设备的投切引起。（偶然分量、随机分量） 第二种负荷变动幅度较大、周期也较长（10秒至3分）。主要由冲击性负荷（如电炉、压延机械、电气 机车等）引起。（脉动分量） 第三种负荷变动幅度最大、周期也最长（3分以上），它反映了负荷的变动趋势。这种负荷能够预测。由生产、生活、气象等变化引起的缓慢的持续负荷变动，（持续分量、周期分量） 一、有功功率负荷的变动和调整控制 负荷调整控制 针对三种负荷，有功功率和频率调整大体上也可分成一次、二次、三次调整。 一次调整也称为一次调频，针对第一种负荷变动引起的频率变化，由发电机组的调速器自动动作承担。一次调整希望快速和平稳。 二次调整也称为二次调频，针对第二种负荷变动引起的频率变化，由发电机组的调频器手动或自动动作承担。二次调频不仅考虑机组的调节特性，还要考虑到系统安全和经济特性。现在二次调频一般由AGC（Automatic Generation Control）机组承担。 三次调整针对第三种负荷变动引起的频率变化，也就是日常所说的发电计划，三次调整主要考虑安全和经济。 负荷波动性质的分析 前两种是事后的，第三种是事前的。 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。 一、有功功率负荷的变动和调整控制 二、有功功率负荷曲线的预计（负荷预测） 根据负荷，天气，事件等的历史数据，以及天气，事件等的预报值，预测负荷的形态，曲线，最大值，最小值，平均值等等。 负荷预测分类：负荷预测分为系统负荷预测和母线负荷预测，系统负荷预测按周期又有超短期、短期、中期和长期之分。 负荷经常随机波动。 负荷又有一定的周期性，如本周一的负荷与上周一的相似，今天与昨天相似。 二、有功功率负荷曲线的预计（负荷预测） 超短期负荷预测用于质量控制需5-10秒的负荷值，用于安全监视需1-5分钟的负荷值，用于预防控制和紧急状态处理需10-60分钟的负荷值，使用对象是调度员。 短期负荷预测主要用于火电分配、水火电协调、机组经济组合和交换功率计划，需要1日-1周的负荷值，使用对象是编制调度计划的工程师。 中期负荷预测主要用于水库调度、机组检修、交换计划和燃料计划，需要1月-1年的负荷值，使用对象是编制中长期运行计划的工程师。 长期负荷预测用于电源和网络发展，需数年至数十年的负荷值，使用对象是规划工程师。 负荷预测的精度 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。 首先决定于对具体电力系统负荷变化规律的掌握，其次才是模型与算法的选择。影响负荷变化的因素主要有： 国民经济发展 人民生活用电 季节 天气 节假日 特殊事件 三、有功功率电源和备用容量 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。为了保证供电可靠性和良好的电能质量。 第二节 电力系统中有功功率的最优分配 第二节 电力系统中有功功率的最优分配 一、各类发电厂的运行特点和合理组合 1. 各类发电厂的运行特点 火电厂 有一个技术最小负荷； 退出、投入、急剧改变负荷时，均需耗费能量、花费时间，且易于损坏设备； 效率：高温高压 中温中压 低温低压 调节范围：中温中压优于高温高压 原子能电厂的主要运行特点 水电厂的主要运行特点 ●丰水期和枯水期电厂的运行安排 丰水期：水电厂应满发以避免弃水，与热电厂和核电厂一起带基本负荷稳定运行，其次是高温高压火电厂，然后是中温中压火电厂承担峰值负荷。 枯水期：有调节水电厂承担调峰任务，其余各类电厂的安排顺序不变。 二、最优负荷分配*（P31-57） 1）. 耗量特性 发电设备的输入和输出的关系，即发电设备单位时间内消耗