電壓系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整

1、1第四章第四章電力系統(tǒng)有功功率與頻率的調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率與頻率的調(diào)整24.1 4.1 有功平衡和頻率調(diào)整有功平衡和頻率調(diào)整 1.1.電力系統(tǒng)頻率變化的影響電力系統(tǒng)頻率變化的影響 對(duì)用戶(hù)的影響對(duì)用戶(hù)的影響（1 1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)（2 2）異步電機(jī)功率下降）異步電機(jī)功率下降（3 3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度 對(duì)發(fā)電廠(chǎng)和電力系統(tǒng)的影響對(duì)發(fā)電廠(chǎng)和電力系統(tǒng)的影響（1 1）對(duì)發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響）對(duì)發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響（2 2）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響（3 3）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無(wú)）對(duì)異步電機(jī)及變

2、壓器勵(lì)磁的影響，增加無(wú) 功消耗。功消耗。34.1 4.1 有功功率和頻率調(diào)整有功功率和頻率調(diào)整2 2 頻率與有功平衡的關(guān)系頻率與有功平衡的關(guān)系 轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡 轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí)轉(zhuǎn)矩不平衡時(shí), ,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速變化速變化, ,引起頻率變化引起頻率變化 保持頻率恒定不變是十分困難的保持頻率恒定不變是十分困難的 ! ! ETETPPMM 60pnf 44.1 有功功率和頻率調(diào)整3有功功率負(fù)荷的 變化及其調(diào)整5 系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷可以看作由以下三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng) 負(fù)荷組成：負(fù)荷組成：（1 1）變動(dòng)周期小于）變動(dòng)周期小于10s10s，變化

3、幅度小，變化幅度小: :小操作、線(xiàn)路搖擺等小操作、線(xiàn)路搖擺等（3 3）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律（2）變動(dòng)周期在（變動(dòng)周期在（10s10s，180s180s），變化幅度較大：大電機(jī)、電），變化幅度較大：大電機(jī)、電 爐啟停爐啟停調(diào)速器調(diào)速器頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷，在各機(jī)荷，在各機(jī)組間進(jìn)行最組間進(jìn)行最優(yōu)負(fù)荷分配優(yōu)負(fù)荷分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）64 4 有功功率平衡與備用容量有功功率平衡與備用容量備用容量：備用容量：

4、15%15%20%20% 作用：作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。定義：定義：備用容量備用容量 系統(tǒng)可用電源容量系統(tǒng)可用電源容量 發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷 有功功率平衡：有功功率平衡：,GiLiLossPPP8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷備用容備用容量量新增容新增容量量7按作用分：按作用分：(1)負(fù)荷備用：滿(mǎn)足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外負(fù)荷備用：滿(mǎn)足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外的負(fù)荷增量的負(fù)荷增量2%5%(2)事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而預(yù)留的容量預(yù)留的容量5%10%(3)檢修備用：發(fā)

5、電機(jī)計(jì)劃?rùn)z修檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃?rùn)z修4%5%(4)國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：滿(mǎn)足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：滿(mǎn)足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃增長(zhǎng)增長(zhǎng)3%5%按其存在形式分：按其存在形式分：(1)熱備用熱備用(2)冷備用冷備用備用容量的分類(lèi)備用容量的分類(lèi)81.1.負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性4.2 電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性 332210NDNNDNNDNDNDffPaffPaffPaPaP13210 aaaa 332210fafafaaPD的標(biāo)幺值表達(dá)式的標(biāo)幺值表達(dá)式為基準(zhǔn)值為基準(zhǔn)值和和以以DNNPf9負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性簡(jiǎn)化表達(dá)簡(jiǎn)化表達(dá)當(dāng)頻率偏離額定值不大

6、時(shí)當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷有功頻率靜態(tài)特性用一，負(fù)荷有功頻率靜態(tài)特性用一條近似直線(xiàn)來(lái)表示。條近似直線(xiàn)來(lái)表示。fPtgKDD fPffPPKDNDNDD/負(fù)荷的負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)數(shù)或稱(chēng)為負(fù)荷的或稱(chēng)為負(fù)荷的頻率調(diào)頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)節(jié)效應(yīng)，表示負(fù)荷隨頻，表示負(fù)荷隨頻率的變化程度。率的變化程度。例例4 41 1102 2 發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性 調(diào)速器的工作原理調(diào)速器的工作原理1 為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件為轉(zhuǎn)速測(cè)量元件離心飛擺及其附件；離心飛擺及其附件；2 為放大元件為放大元件錯(cuò)油錯(cuò)油門(mén)門(mén)(或稱(chēng)配壓閥或稱(chēng)配壓閥)；3 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)油動(dòng)油動(dòng)機(jī)機(jī)(或稱(chēng)接

7、力器或稱(chēng)接力器)；4 為轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或?yàn)檗D(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)或稱(chēng)同步器稱(chēng)同步器(調(diào)頻器調(diào)頻器)11調(diào)頻器的工作原理調(diào)頻器的工作原理12發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的有功功率頻率靜態(tài)特性（1 1）靜態(tài)調(diào)差系數(shù)靜態(tài)調(diào)差系數(shù): :某臺(tái)機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)相應(yīng)的頻率偏移某臺(tái)機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)相應(yīng)的頻率偏移若若2 2為額定運(yùn)行點(diǎn)，為額定運(yùn)行點(diǎn)，1 1為空載為空載運(yùn)行點(diǎn)：運(yùn)行點(diǎn)：PfPPff 1212 PfPPffGNN/ 01122 0 ffPffPPNGN GNNPff0 NNNNffffff 00 100(%)0 NNfff 13單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率: :調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，表示頻率變化時(shí)調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，表

8、示頻率變化時(shí)發(fā)電機(jī)組輸出功率的變化量。發(fā)電機(jī)組輸出功率的變化量。fPKGG1fPKGG1NGNGGfPKK小結(jié)：小結(jié)：調(diào)差系數(shù)越小，單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。調(diào)差系數(shù)越小，單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。調(diào)差系數(shù)是可以整定的。調(diào)差系數(shù)是可以整定的。143 電力系統(tǒng)的有功功率頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)的有功功率頻率靜態(tài)特性PfP1f1A)( fPDC)( fPD BP2f2GP 0DP DP 15012ffffKPGGfKPDD負(fù)荷功率的實(shí)際增量：負(fù)荷功率的實(shí)際增量：它同發(fā)電機(jī)功率增量平衡：它同發(fā)電機(jī)功率增量平衡：fKPPPDDDD00GDDPPP0fKfKKPPPDGDGD)(0fPKKKDD

9、G0系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效：計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化時(shí)的負(fù)荷變化量。PfP1f1A)(fPDC)(fPD BP2f2GP 0DP DP 16標(biāo)幺值表示fPKKKDDG 0fPfPKfPKDNDNDNGNG 0 fPffPPKPPKDNDNDDDNGNG00 fPKKkKDDGr0*系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率kr=PGN/PDN為備用系數(shù)為備用系數(shù) 等式兩端同除以等式兩端同除以PDN/fN小結(jié)：小結(jié)：系統(tǒng)中有功功率電源的出力不僅應(yīng)滿(mǎn)足在額定頻系統(tǒng)中有功功率電源的出力不僅應(yīng)滿(mǎn)足在額定頻率下

10、系統(tǒng)對(duì)有功功率的需求，而且應(yīng)有一定的備用。率下系統(tǒng)對(duì)有功功率的需求，而且應(yīng)有一定的備用。174.3 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整n臺(tái)裝有調(diào)速器的機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)頻率變化臺(tái)裝有調(diào)速器的機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)頻率變化 f f時(shí)時(shí))21(,n,i fKPGiGiniGniGiGiGfKfKPP11NGiNniGiniGiGfPKKK11n臺(tái)機(jī)組的等值臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率單位調(diào)節(jié)功率結(jié)論：結(jié)論：n臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率遠(yuǎn)大于一臺(tái)機(jī)組的臺(tái)機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率遠(yuǎn)大于一臺(tái)機(jī)組的 單位調(diào)節(jié)功率。單位調(diào)節(jié)功率。18一、頻率的一次調(diào)整一、頻率的一次調(diào)整NGiN

11、niGiniGiGfPKKK11把把n臺(tái)機(jī)組用一臺(tái)等值機(jī)代表，等值單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值臺(tái)機(jī)組用一臺(tái)等值機(jī)代表，等值單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)幺值GNGiNniGiGPPKK1niiGiNGNGPPK11niGiNGNPP1NGNGGfPKK代入代入19頻率的一次調(diào)整的計(jì)算過(guò)程頻率的一次調(diào)整的計(jì)算過(guò)程fPKKKDDG0NGiNniGiniGiGfPKKK11NGiNiiGiGifPfffKP1iGiNGifPP例例42 例例43求出頻率偏差求出頻率偏差每臺(tái)機(jī)組的功每臺(tái)機(jī)組的功率增量率增量小結(jié)：小結(jié)：調(diào)差系數(shù)越小的機(jī)組調(diào)差系數(shù)越小的機(jī)組增加的有功輸出相對(duì)越多。增加的有功輸出相對(duì)越多。20頻率的二次調(diào)整頻率的二次

12、調(diào)整：通過(guò)操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特：通過(guò)操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。動(dòng)范圍內(nèi)。1.主調(diào)頻廠(chǎng)的選擇主調(diào)頻廠(chǎng)的選擇調(diào)頻廠(chǎng)：調(diào)頻廠(chǎng)：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠(chǎng)，分為主調(diào)頻廠(chǎng)和輔助負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠(chǎng)，分為主調(diào)頻廠(chǎng)和輔助 調(diào)頻廠(chǎng)。調(diào)頻廠(chǎng)。調(diào)頻廠(chǎng)應(yīng)滿(mǎn)足的條件：調(diào)頻廠(chǎng)應(yīng)滿(mǎn)足的條件：1 1）足夠的調(diào)整容量）足夠的調(diào)整容量2 2）較快的調(diào)整速度）較快的調(diào)整速度3 3）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好）調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好二、頻率的二次調(diào)整二、頻率的二次調(diào)整21調(diào)整容量調(diào)整容量: : 水電廠(chǎng)水電廠(chǎng) 火

13、電廠(chǎng)火電廠(chǎng)中溫中壓電廠(chǎng)（中溫中壓電廠(chǎng)（7575） 高溫高壓電廠(chǎng)（高溫高壓電廠(chǎng)（3030） 調(diào)整速度：調(diào)整速度： 水電廠(chǎng)水電廠(chǎng) 火電廠(chǎng)火電廠(chǎng)調(diào)頻廠(chǎng)選擇：調(diào)頻廠(chǎng)選擇： 首選：水電廠(chǎng)首選：水電廠(chǎng) 其次：中溫中壓電廠(chǎng)其次：中溫中壓電廠(chǎng)222.2.頻率二次調(diào)整的過(guò)程頻率二次調(diào)整的過(guò)程pf0)( fPDf1A)( fPGB)(fPD f22f )(fPG C0DP EFB 23頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整fKfKPPDGGD0fKfKKPPDGGD)(0KPPfGD0結(jié)論：結(jié)論：（1）由于二次調(diào)頻增加了發(fā)電機(jī)的出力，在同樣的頻率）由于二次調(diào)頻增加了發(fā)電機(jī)的出力，在同樣的頻率 偏移下，系統(tǒng)能承受的負(fù)荷變化量

14、增加了。偏移下，系統(tǒng)能承受的負(fù)荷變化量增加了。（2）可以做到）可以做到無(wú)差調(diào)節(jié)無(wú)差調(diào)節(jié)。AE EF FC24多臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行（三臺(tái)機(jī)組，多臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行（三臺(tái)機(jī)組，1 1號(hào)機(jī)組為主調(diào)頻機(jī)組）號(hào)機(jī)組為主調(diào)頻機(jī)組）fKKfKfKKKPPPPPDGDGGGDD )( )(3213210fKKPPDGGD )(10例例4 44 4例例4 45 5調(diào)頻機(jī)組未動(dòng)作時(shí)調(diào)頻機(jī)組未動(dòng)作時(shí)調(diào)頻機(jī)組動(dòng)作后調(diào)頻機(jī)組動(dòng)作后254.3.3 4.3.3 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整AGADAKPP AGADAKPP AAGAABDAfKPPP BBGBABDBfKPPP KPPKKPPPPfGDBAGBGADBDA

15、 )()(BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP )()(ABP 26BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP )()(聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率BGBDBAGADAKPPKPP 0 ABPBAGADBDBBAGADABDBAABKKPPKPKKPPKPKP )()(例例4 46 6例例4 47 7B系統(tǒng)不參系統(tǒng)不參加二次調(diào)整加二次調(diào)整274.4 4.4 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合系統(tǒng)中有備用容量時(shí)，可考慮有功功率的最優(yōu)分配問(wèn)題，包系統(tǒng)中有備用容量時(shí)，可考慮有功功率的最優(yōu)分配問(wèn)題，包括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。有功電

16、源的最優(yōu)組合有功電源的最優(yōu)組合：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠(chǎng)的合理組合。：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠(chǎng)的合理組合。有功負(fù)荷的最優(yōu)分配有功負(fù)荷的最優(yōu)分配：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠(chǎng)之間的合理分配。發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠(chǎng)之間的合理分配。28一、一、 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)1 1 火電廠(chǎng)火電廠(chǎng)（1 1）燃料及運(yùn)輸費(fèi)用）燃料及運(yùn)輸費(fèi)用（2 2）有功出力最小限制）有功出力最小限制（3 3）效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)）效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)（4 4）啟停時(shí)間長(zhǎng)且啟停費(fèi)用高）啟停時(shí)間長(zhǎng)且啟停費(fèi)用高（5 5）熱電廠(chǎng)總效率較高，但與熱負(fù)荷相應(yīng)的輸出功率是不可）熱電廠(chǎng)總

17、效率較高，但與熱負(fù)荷相應(yīng)的輸出功率是不可 調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率。調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率。29一、一、 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)2 2 水電廠(chǎng)水電廠(chǎng)（1 1）不需燃料費(fèi)，但一次投資大）不需燃料費(fèi)，但一次投資大（2 2）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大）出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大（3 3）啟停費(fèi)用低，且操作簡(jiǎn)單）啟停費(fèi)用低，且操作簡(jiǎn)單（4 4）出力受水頭影響）出力受水頭影響（5 5）抽水蓄能）抽水蓄能（6 6）必須釋放水量強(qiáng)迫功率）必須釋放水量強(qiáng)迫功率30一、一、 各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)3 核電廠(chǎng)核電廠(chǎng)（1）最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷）最小技術(shù)負(fù)荷小，為額定負(fù)荷1015。（2）啟停費(fèi)用高

18、；負(fù)荷急劇變化時(shí)，調(diào)節(jié)費(fèi)用高；啟停及）啟停費(fèi)用高；負(fù)荷急劇變化時(shí)，調(diào)節(jié)費(fèi)用高；啟停及 急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易于損壞設(shè)備。急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易于損壞設(shè)備。（3）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。）一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。31二、各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合二、各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)的合理組合原則原則（1 1）充分利用水源。）充分利用水源。（2 2）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用。）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用。（3 3）盡量降低火力發(fā)電成本。）盡量降低火力發(fā)電成本。32枯水期枯水期豐水期豐水期抽水抽水發(fā)電發(fā)電334.5 4.5 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配1 1 發(fā)電機(jī)組的耗量特性：發(fā)電機(jī)

19、組的耗量特性：反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量輸入輸入和和輸出輸出關(guān)系的曲線(xiàn)。關(guān)系的曲線(xiàn)。耗量特性耗量特性344.5 4.5 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配比耗量：比耗量：耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)的耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，即輸入和縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，即輸入和輸出之比輸出之比效率：效率：比耗量倒數(shù)比耗量倒數(shù)耗量微增率耗量微增率：耗量特性曲線(xiàn)上某：耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率，表示在該點(diǎn)的輸點(diǎn)切線(xiàn)的斜率，表示在該點(diǎn)的輸入增量與輸出增量之比。入增量與輸出增量之比。PF / FP / dPdF / 效率曲線(xiàn)和微增率曲線(xiàn)效率曲線(xiàn)和微增率曲線(xiàn) 35二、目

20、標(biāo)函數(shù)和約束條件二、目標(biāo)函數(shù)和約束條件有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的：在滿(mǎn)足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供電的：在滿(mǎn)足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗前提下，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能源最少。的能源最少。 滿(mǎn)足條件：滿(mǎn)足條件： 等式約束等式約束 f(x、u、d)=0 不等式約束不等式約束 g(x、u、d)0 使使 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) F=F(x、u、d) 最優(yōu)最優(yōu)361 1 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組）系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組） niGiiGnnGGPFPFPFPFF12211)()()()(該目

21、標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)，描述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。描述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。372 2 約束條件約束條件等式約束等式約束不等式約束不等式約束 nimjLLDjGiPPP11 nimjLDjGiPP11忽略有功網(wǎng)損忽略有功網(wǎng)損 maxminmaxminGiGiGiGiGiGiQQQPPP38三、三、 等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則以?xún)膳_(tái)火電機(jī)組為例，忽略有功網(wǎng)損；假定各臺(tái)機(jī)組的燃料以?xún)膳_(tái)火電機(jī)組為例，忽略有功網(wǎng)損；假定各臺(tái)機(jī)組的燃料消耗量和輸出功率不受限制，要求：消耗量和輸出功率不受限制，要求：確定負(fù)荷功率在兩臺(tái)機(jī)確定負(fù)荷功率

22、在兩臺(tái)機(jī)組間的分配，使總的燃料消耗量最小組間的分配，使總的燃料消耗量最小。 等式約束等式約束 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)021 LDGGPPP)()( min2211GGPFPFF 39三、三、 等耗量微增率準(zhǔn)則等耗量微增率準(zhǔn)則作圖法求解（只有兩臺(tái)機(jī)組）作圖法求解（只有兩臺(tái)機(jī)組） 在在OO上找到一點(diǎn)作垂線(xiàn)，上找到一點(diǎn)作垂線(xiàn)， 與兩條耗量特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)與兩條耗量特性曲線(xiàn)的交點(diǎn) 間距離最短。間距離最短。 在耗量特性曲線(xiàn)具有凸性的情在耗量特性曲線(xiàn)具有凸性的情 況下，況下，兩條曲線(xiàn)的切線(xiàn)平行時(shí)，兩條曲線(xiàn)的切線(xiàn)平行時(shí)， 燃料消耗量最少燃料消耗量最少。 曲線(xiàn)的切線(xiàn)即斜率，就是該點(diǎn)的曲線(xiàn)的切線(xiàn)即斜率，就是該點(diǎn)的耗量微

23、增率。耗量微增率。40切線(xiàn)平行時(shí)，斜率相等，也就是耗量微增率相等。切線(xiàn)平行時(shí)，斜率相等，也就是耗量微增率相等。這就是等微增率準(zhǔn)則。這就是等微增率準(zhǔn)則。物理意義物理意義2211GGdP/dFdP/dF ，節(jié)約的燃料消耗為：增加，機(jī)組減少調(diào)整負(fù)荷分配，機(jī)組，并且總輸出功率不變等：假如兩臺(tái)機(jī)組微增率不PPdPdFdPdFGG212211022112211 P)dPdFdPdF(PdPdFPdPdFFGGGG 41四、多個(gè)發(fā)電廠(chǎng)間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配四、多個(gè)發(fā)電廠(chǎng)間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配1.1.不計(jì)網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配不計(jì)網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配目標(biāo)函數(shù)最?。耗繕?biāo)函數(shù)最?。旱仁郊s束條件：等式約束條件：這是多元函數(shù)求條件極值問(wèn)題，可以利用拉格朗日乘數(shù)法求這是多元函數(shù)求條件極值問(wèn)題，可以利用拉格朗日乘數(shù)法求解。解。構(gòu)造拉格朗日函數(shù)構(gòu)造拉格朗日函數(shù) niGii)P(FF1 niLDGiPP10 niLDGiPP