第4章 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行

電力網(wǎng)中的能量損耗網(wǎng)損計算方法1：最大負荷損耗時間法網(wǎng)損計算方法2：等值功率法降低網(wǎng)損的技術(shù)措施火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配等微增率準(zhǔn)那么水、火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配無功功率負荷的經(jīng)濟分配CH14電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—電力網(wǎng)中的能量損耗電力網(wǎng)的能量損耗和損耗率網(wǎng)損率/線損率電力網(wǎng)損耗電量固定損耗—與設(shè)備電壓相關(guān)可變損耗—與負荷電流相關(guān)線路中能量損耗的計算方法Tmax/h最大負荷損耗時間：τ/h250017001500125055004100400039506500525052005100最大負荷損耗時間法-τ電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—電力網(wǎng)中的能量損耗線路中能量損耗的計算方法等值功率法—定義均方根電流等值功率法—負荷曲線外形系數(shù)等值功率法—負荷曲線外形系數(shù)所需數(shù)據(jù)：AP，AQ，最小負荷率α當(dāng)α>0.4時，可證明最大誤差<10%簡單精度好，可推行于恣意復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)計算時段可以是日、月、季度或年電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—電力網(wǎng)中的能量損耗降低網(wǎng)損的技術(shù)措施〔一〕提高用戶功率因數(shù)并聯(lián)無功功率補償：結(jié)合QV調(diào)理提高異步電動機受載系數(shù)降低網(wǎng)損的技術(shù)措施〔二〕改善網(wǎng)絡(luò)功率分布環(huán)網(wǎng)潮流調(diào)控，實現(xiàn)功率經(jīng)濟分布配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)：閉式接線、開式運轉(zhuǎn)〔三〕合理確定電網(wǎng)電壓運轉(zhuǎn)程度35kV級以上電網(wǎng)，固定損耗〔鐵損〕比例<50%，可適當(dāng)提高電壓程度6~10kV電網(wǎng)，負荷率較低，小容量變壓器空載電流較大，固定損耗〔鐵損〕比例可達60%~80%，宜降壓運轉(zhuǎn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—電力網(wǎng)中的能量損耗降低網(wǎng)損的技術(shù)措施〔三〕合理確定電網(wǎng)電壓運轉(zhuǎn)程度35kV級以上電網(wǎng)，固定損耗〔鐵損〕比例<50%，可適當(dāng)提高電壓程度，配合分接頭調(diào)整，鐵損根本不變，可變損耗部分減?。昏F損CV/V01.011.021.031.041.0510%1.572.094.565.777.3415%ΔPL%1.402.704.005.206.4020%1.202.303.404.405.40參見：王世楨《電網(wǎng)調(diào)度運行技術(shù)》改動變壓器分接頭位置，接入電路的繞組匝數(shù)變化，那么電導(dǎo)GT有也會相應(yīng)變化，因此，變壓器鐵損為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—電力網(wǎng)中的能量損耗降低網(wǎng)損的技術(shù)措施〔四〕組織變壓器經(jīng)濟運轉(zhuǎn)多臺變壓器并聯(lián)運轉(zhuǎn)的總損耗〔五〕電網(wǎng)技術(shù)改造高電壓等級引入負荷中心，110kV、220kV、500kV；提高最小負荷率：削峰填谷—分時電價，儲能電站；對季節(jié)性變化負荷，按此原那么調(diào)理具有實踐意義兩臺變壓器退出一臺時必需思索供電可靠性晝夜變化負荷，思索開關(guān)動作次數(shù)限制Review：CH9電力系統(tǒng)的負荷—負荷曲線日負荷曲線：削峰填谷，提高最小負荷系數(shù)，降低網(wǎng)損，分時電價/儲能電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配耗量特性——反映設(shè)備或其組合單位時間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系火電廠耗量特性：單位時間燃料耗費〔F：折合成規(guī)范煤，t/h〕與機組輸出有功功率〔P：MW〕之間的關(guān)系水電廠耗量特性：單位時間水量耗費〔m3/h〕與機組輸出有功功率〔MW〕之間的關(guān)系；比耗量和發(fā)電廠效率：耗量微增率：電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配等微增率準(zhǔn)那么問題：知兩臺機組的耗量特性和總負荷功率，不思索燃料和輸出功率限制，確定G1G2負荷功率在機組間的分配，使總?cè)剂虾馁M量最小。電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配多個火電廠間的負荷經(jīng)濟分配問題：知n個火電廠的燃料耗量特性和系統(tǒng)總負荷功率，暫不思索網(wǎng)絡(luò)功率損耗，確定系統(tǒng)負荷功率在n個電廠間的經(jīng)濟分配，使得總?cè)剂虾馁M最小問題的數(shù)學(xué)描畫〔數(shù)學(xué)模型〕問題求解——構(gòu)造Lagrange函數(shù)EQU電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配多個火電廠間的負荷經(jīng)濟分配—Ex14-3機組2分配功率超越極限，取其限值，剩余功率由其他機組按等微增率準(zhǔn)那么重新分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配多個火電廠間的負荷經(jīng)濟分配—Ex14-3λ取不同的值，得到各發(fā)電廠輸出功率及其總和，制成表格或曲線電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配計及網(wǎng)損的有功負荷經(jīng)濟分配問題的數(shù)學(xué)描畫〔數(shù)學(xué)模型〕問題求解——構(gòu)造Lagrange函數(shù)EQU假設(shè)網(wǎng)損微增率大于零，發(fā)電機出力添加會引起網(wǎng)損添加電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—水、火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配一個水電廠和一個火電廠間負荷的經(jīng)濟分配數(shù)學(xué)模型—泛函極值問題問題求解——變分法：將指定的運轉(zhuǎn)周期τ劃分為s個時段，假定各時段內(nèi)負荷功率、水電廠火電廠功率不變；然后構(gòu)造Lagrange函數(shù)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—水、火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配一個水電廠和一個火電廠間負荷的經(jīng)濟分配——等微增率準(zhǔn)那么數(shù)學(xué)模型—泛函極值問題問題求解——變分法：將指定的運轉(zhuǎn)周期τ劃分為s個時段，假定各時段內(nèi)負荷功率、水電廠火電廠功率不變；然后構(gòu)造Lagrange函數(shù)假定時間段獲得足夠短電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—水、火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配一個水電廠和一個火電廠間負荷的經(jīng)濟分配數(shù)學(xué)模型—泛函極值問題水電廠水耗量乘以γ，相當(dāng)于水換成了煤，水電廠變成了等值火電廠，按火電廠間負荷經(jīng)濟分配的等微增率準(zhǔn)那么，即有上式結(jié)果問題求解—等微增率準(zhǔn)那么γ的物理意義—水煤換算系數(shù)γ的選取——使得給定用水量在指定運轉(zhuǎn)期間剛好用完，做到既不棄水，也不超量用水Step1：給定初值γ(0)，令迭代次數(shù)k=0Step2：計算全部時段的負荷分配；Step3：校驗用水量能否滿足Step4：假設(shè)用水超量，應(yīng)取Step5：假設(shè)發(fā)生棄水，應(yīng)取Step6：k=k+1，前往Step2電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—水、火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配一個水電廠和一個火電廠間負荷的經(jīng)濟分配問題求解—等微增率準(zhǔn)那么γ的選取——使得給定用水量在指定運轉(zhuǎn)期間剛好用完，做到既不棄水，也不超量用水Step1：給定初值γ(0)，令迭代次數(shù)k=0Step2：計算全部時段的負荷分配；Step3：校驗用水量能否滿足Step4：假設(shè)用水超量，應(yīng)取Step5：假設(shè)發(fā)生棄水，應(yīng)取Step6：k=k+1，前往Step2電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—水、火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配計及網(wǎng)損時假設(shè)干個水、火電廠間負荷的經(jīng)濟分配數(shù)學(xué)模型—泛函極值問題問題求解——變分法：將指定的運轉(zhuǎn)周期τ劃分為s個時段，假定各時段內(nèi)負荷功率、水電廠火電廠功率不變；然后構(gòu)造Lagrange函數(shù)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—無功功率負荷的經(jīng)濟分配等微增率準(zhǔn)那么的運用——無功功率負荷的經(jīng)濟分布問題：在有功負荷分配確定的前提下，調(diào)整各無功電源之間的負荷分布，使有功網(wǎng)損最小數(shù)學(xué)模型—極值問題問題求解——構(gòu)造Lagrange函數(shù)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—無功功率負荷的經(jīng)濟分配等微增率準(zhǔn)那么的運用——無功功率補償?shù)慕?jīng)濟配置——節(jié)點i裝設(shè)補償容量每年節(jié)省的網(wǎng)損能耗費用——節(jié)點i裝設(shè)補償容量的安裝每年支出費用，含設(shè)備折舊費、維修費、投資回收費、補償設(shè)備本身每年能耗費用，等——節(jié)點i裝設(shè)補償容量獲得的經(jīng)濟效益目的函數(shù)：經(jīng)濟效益最大化等微增率準(zhǔn)那么：每個補償節(jié)點裝設(shè)最后一個單位的補償容量時得到的年網(wǎng)損節(jié)約折價恰好等于單位補償容量的年費用，此時獲得最大經(jīng)濟效益。電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)—無功功率負荷的經(jīng)濟分配等微增率準(zhǔn)那么的運用——無功功率補償?shù)慕?jīng)濟配置工程運用上，通常給定全網(wǎng)總的無功補償容量，尋求經(jīng)濟最優(yōu)配置方案數(shù)學(xué)模型及問題求解——等微增率補償容量有限時，總是正的，因此補償容量應(yīng)按照網(wǎng)損節(jié)約微增率相等的原那么，在各補償節(jié)點之間進展分配；即：一切補償點的網(wǎng)損節(jié)約微增率都等于；未補償配置補償容量節(jié)點的網(wǎng)損節(jié)約微增率小于；本章小結(jié)HuazhongUniversityofScienceandTechnology網(wǎng)損率是衡量電力企業(yè)管理程度的重要目的之一，了解降低網(wǎng)損的技術(shù)措施及其作用原理；有功負荷在兩臺機組間進展分配，當(dāng)兩臺機組能耗〔或本錢〕微增率相等時，總的能耗〔或本錢〕將到達最小，這就是等微增率準(zhǔn)那么；水、火電廠結(jié)合運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中，可以經(jīng)過水煤換算系數(shù)將水電廠等值成火電廠，然后運用等微增率準(zhǔn)那么。水煤換算系數(shù)的選取應(yīng)使在指定運轉(zhuǎn)周期內(nèi)的給定用水量恰好用完；電網(wǎng)無功優(yōu)化以及無功補償容量優(yōu)化配置也滿足等微增率