電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行01

1、緒論 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)電力系統(tǒng)的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜而龐大 功率實(shí)時(shí)平衡 電能不能大量存儲(chǔ) 過(guò)渡過(guò)程迅速且轉(zhuǎn)移能量大（30萬(wàn)kW/s） 電力與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門密切聯(lián)系電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展小電網(wǎng)時(shí)代小電網(wǎng)時(shí)代大電網(wǎng)時(shí)代大電網(wǎng)時(shí)代2121世紀(jì)世紀(jì)數(shù)字電力時(shí)代數(shù)字電力時(shí)代孤立發(fā)電時(shí)代孤立發(fā)電時(shí)代18821882我國(guó)電力一次系統(tǒng)情況簡(jiǎn)介我國(guó)電力一次系統(tǒng)情況簡(jiǎn)介 基本形成了基本形成了500KV500KV和和330KV330KV的骨干網(wǎng)的骨干網(wǎng)架架 大電網(wǎng)已覆蓋全部大電網(wǎng)已覆蓋全部城市和大部分農(nóng)村城市和大部分農(nóng)村 以三峽為中心的全以三峽為中心的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)工程開(kāi)始啟國(guó)聯(lián)網(wǎng)工程開(kāi)始啟動(dòng)動(dòng) 進(jìn)入遠(yuǎn)距離、超高進(jìn)入遠(yuǎn)距離、超高壓

2、、跨地區(qū)輸電階壓、跨地區(qū)輸電階段段緒論 電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行基本概念 所謂經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是在保證電力生產(chǎn)安全、優(yōu)質(zhì)和滿足客戶用電需求的條件下，采用各種技術(shù)措施和管理措施，提高系統(tǒng)電能質(zhì)量和輸送效率，盡量降低能源消耗或者生產(chǎn)成本。 電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，又稱為電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行或經(jīng)濟(jì)調(diào)度。 電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行在電力系統(tǒng)分析中的位置電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行在電力系統(tǒng)分析中的位置（按時(shí)間長(zhǎng)短）按時(shí)間長(zhǎng)短） 電力系統(tǒng)規(guī)劃：（以年為單位，數(shù)年或數(shù)十年） 檢修計(jì)劃：（以年月為單位） 機(jī)組組合或聯(lián)絡(luò)線調(diào)度：（以周或日為單位） 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度或負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配：（日內(nèi)各時(shí)段） 最優(yōu)潮流：（單個(gè)時(shí)段，15分鐘或30分鐘）

3、AGC，AVC，電壓無(wú)功控制和負(fù)荷頻率控制： 機(jī)電暫態(tài)過(guò)程和電磁暫態(tài)過(guò)程：（暫態(tài)過(guò)程 ）緒論緒論不同時(shí)間尺度的電力系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題緒論 電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的主要內(nèi)容電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的主要內(nèi)容 有功優(yōu)化有功優(yōu)化 負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 最優(yōu)潮流最優(yōu)潮流 機(jī)組組合機(jī)組組合 無(wú)功優(yōu)化無(wú)功優(yōu)化 無(wú)功負(fù)荷優(yōu)化分配無(wú)功負(fù)荷優(yōu)化分配 無(wú)功補(bǔ)償裝置優(yōu)化配置無(wú)功補(bǔ)償裝置優(yōu)化配置 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)（配電網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)（配電網(wǎng)）緒論 電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的意義電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的意義 經(jīng)濟(jì)方面：任何一個(gè)行業(yè)都要考慮經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配可節(jié)省燃料0.5-1.5% 機(jī)組組合的效益為1-2.5% 網(wǎng)損修正效益為0.

4、05%-0.5% 以京津唐為例 可持續(xù)發(fā)展：節(jié)能減排緒論 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的發(fā)展過(guò)程電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的發(fā)展過(guò)程1.經(jīng)典經(jīng)濟(jì)調(diào)度（20世紀(jì)60年代以前 ）20世紀(jì)20年代：負(fù)荷分配問(wèn)題 30年代：等微增率 40年代：考慮網(wǎng)損的協(xié)調(diào)方程 50年代：發(fā)電與輸電的協(xié)調(diào)方程2.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)調(diào)度（20世紀(jì)60年代以前） 60年代：最優(yōu)潮流（非線性問(wèn)題） 80年代線性，線性規(guī)劃 80年代后緒論 我國(guó)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的發(fā)展概況我國(guó)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的發(fā)展概況 50年代：京津唐、東北按煤耗微增率原則調(diào)度 60年代末-70年代：網(wǎng)損修正、水火電經(jīng)濟(jì)分配調(diào)度 80年代：許多電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)研究調(diào)度計(jì)劃 90年代：安

5、全約束動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的研究實(shí)施 2006年：倡導(dǎo)節(jié)能調(diào)度緒論 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分類經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分類火電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：核電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 ：配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容最優(yōu)化方法負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配，機(jī)組組合最優(yōu)潮流 出于不同的研究目的，電力系統(tǒng)分析中對(duì)電源、電網(wǎng)和負(fù)荷這三部分所采用的模型各有不同（如電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、暫態(tài)分析、高電壓等研究）。 電源的分類 火電廠（熱力電廠）： 燃油、燃煤、燃?xì)怆姀S 核電廠 電源輸入輸出模型 水電廠： 蓄水式水電廠 徑流式水電廠 電源輸入輸出模型+水庫(kù)模型 抽水蓄能水電廠 整個(gè)流域中多個(gè)水電廠相互 關(guān)系模型火電廠的輸入輸出特性燃料熱當(dāng)量（鍋爐）

6、高溫高壓蒸汽量（汽輪機(jī)）燃料熱當(dāng)量（鍋爐）高溫高壓蒸汽量（汽輪機(jī)） 機(jī)械能機(jī)械能（發(fā)電機(jī)組）（發(fā)電機(jī)組） 電能（廠用電）電能（廠用電） 輸送電網(wǎng)輸送電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)蒸汽量與電功率毛輸出之間的關(guān)系反映了汽輪發(fā)電機(jī)組的效率燃料熱量與標(biāo)準(zhǔn)蒸汽量之間的關(guān)系反映了鍋爐的熱效率毛功率與凈上網(wǎng)功率之間反映了廠用電率總費(fèi)用F與電功率毛輸出P之間的關(guān)系稱為輸入-毛輸出關(guān)系去除廠用電，得到 輸入-凈輸出關(guān)系 三種輸入輸出關(guān)系 費(fèi)用特性 燃料輸入-輸出功率特性F-P 微增費(fèi)用特性 微增輸入與輸出 單位費(fèi)用特性： 平均單位費(fèi)用輸入-輸出PdPdF-PPF電源模型-火電廠F-P曲線PdPdF-曲線電源模型-火電廠耗量特性（F-

7、P）通常用二次曲線近似表示：模型獲取方法方法一：機(jī)組的效率試驗(yàn)確定，準(zhǔn)確，操作復(fù)雜，費(fèi)用高。 方法二：由機(jī)組的運(yùn)行記錄確定：需要準(zhǔn)確測(cè)量輸入的燃料，需要長(zhǎng)時(shí)間保持機(jī)組有功功率不變。 方法三：廠商提供。依賴單位對(duì)制造廠的數(shù)據(jù)，還需要修正。2FaPbPc電源模型-核電廠 核電廠的輸入輸出特性 會(huì)計(jì)核算電源模型-水電廠 蓄水水電廠 抽水蓄能電廠電源模型-水電廠 蓄水式電廠 1.水輪發(fā)電機(jī)組輸入輸出特性 P：輸出功率 q：放水量 H：高度102qHP 10205423221GaPaPaGaGaq-P曲線dpdq-p曲線電源模型-水電廠電源模型-水電廠 水電廠輸入輸出曲線的獲得方法：1.對(duì)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行

8、動(dòng)力特性試驗(yàn)，得到非頂水頭下的q-P，從而擬合2.根據(jù)制造廠提供的水輪機(jī)模型試驗(yàn)資料，引水管設(shè)計(jì)資料，發(fā)電機(jī)效率特性資料，算出綜合運(yùn)行曲線，然后計(jì)算q-P曲線水輪機(jī)綜合特性曲線電源模型-水電廠 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行常用多項(xiàng)式模型： 簡(jiǎn)化模型 Climn-Kirchayer模型 Hamilton-Lamont模型kiTjjiijHPcq0022012012()()qk aa Ha Hbb Pb P22012012()()qbb Pb Paa Ha HH電源模型-水電廠LyyH0上游水位下游水位蓄水式電廠毛水頭有效水頭0LHHHyyH2Haq有效水頭模型電源模型-水電廠下游水位近似寫成：有效水頭計(jì)算公式：)(0qyy：溢漏水量20( )( )( )( )( )H ty tyq taqtt電源模型-水電廠 水庫(kù)模型 水庫(kù)蓄水量 來(lái)水量 放水量 溢漏水量)()()()(ttqtidttdV)(tV( ) t( )i t( )q t( )( )V ts h t 電源模型-水電廠 流域模型 一條河流上多個(gè)水電廠形成“水耦合系統(tǒng)”建立流域模型的一般原則：1.梯級(jí)水電廠群2.多耦合水系統(tǒng)0)(), 1()()()()()(0111tqnlttqtqetidttdVllllatl0( )( )()( )( )(1,)(