《{电力公司管理}电力系统分析第6章电力系统的经济运行)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{电力公司管理}电力系统分析第6章电力系统的经济运行)（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 电力系统的经济运行,本章提示 6. 1 电力系统的负荷和负荷曲线 6. 2 电力系统有功功率负荷的经济分配 6.3 电力网中的电能损耗 6.4 降低电力网电能损耗的措施 小 结,电力系统常用负荷曲线的意义； 等微增率准则； 最大负荷损耗时间法计算电力网的电能损耗； 常用的降低网损措施。,本章提示,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,6.1.1 负荷分类 6.1.2 负荷曲线,电力系统的负荷是指电力系统所有用电设备消耗功率的总和(电力系统的综合用电负荷)。,负荷定义,6.1.1 负荷分类,负荷分类,负荷按物理性能划分,有功负荷,无功负荷,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,综合用电负荷：指工
2、业、农业、交通运输、市政生活等各方面消耗的功率之和。,负荷按电能可分为:,供电负荷：电力系统的综合用电负荷加上网损，即发电厂供出的负荷，称为电力系统的供电负荷。,发电负荷：供电负荷再加上发电厂厂用电就是发电机应发出的功率，称为发电负荷。,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,负荷曲线： 表示电力系统的负荷随时间变化的规律的曲线。,按描述的负荷范围可分为用户的负荷、地区的负荷以及电力系统的负荷曲线。,6.1.2 负荷曲线,按时间长短可分为日负荷和年负荷曲线；,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,有功日负荷曲线,表明电力负荷在一天24小时内随时间的变化情况,有功日负荷曲线,阶梯形有功日负荷曲线,是安排日
3、发电计划，确定各发电厂任务,确定系统运行方式等的重要依据。,有功日负荷曲线,日负荷曲线的最大值称为日最大负荷（峰荷） 最小值称为日最小负荷（谷荷）,日平均负荷为,负荷率反映负荷曲线的起伏情况：,负荷率小表明负荷曲线起伏大，发电机的利用率较差,日负荷曲线下的面积就是负荷一天所消耗的电能。即：,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,把一年内每月（或每日）的最大负荷抽取出来绘成曲线，称为年最大负荷曲线,有功年最大负荷曲线,图6.3有功年最大负荷曲线,这条曲线主要用来安排发电设备的检修计划，同时也为制订发电机组或发电厂的扩建计划提供依据。,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,年持续负荷曲线,按一年中系统负荷
4、的数值大小及其持续小时数顺序而绘制的。,年持续负荷曲线包围的面积，即为负荷全年的耗电量，为：,6.1.2 负荷曲线,图6.4年持续负荷曲线,如果负荷始终等于最大值，经过 小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称 为最大负荷使用时间，也叫最大负荷利用小时数。,年持续负荷曲线,不同性质的用户、不同的生产班次， 值不同，根据电力系统的运行经验，各类负荷的的 数值有一个大致的范围，如表所示。,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,各类用户的最大负荷利用小时数,6.1 电力系统的负荷和负荷曲线,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,6.2.1 发电机组的耗量特性 6.2.2 等微增率准则 6.2.
5、3 火电厂间有功功率负荷的经济分配 6.2.4 计及网损时水、火电厂间有功功率 负荷的经济分配,发电机组在单位时间内，消耗的能源与发出的有功功率的关系称为机组的耗量特性，耗量特性常以曲线表示。,火电机组的耗量特性,水电机组的耗量特性,6.2.1 发电机组的耗量特性,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,火电机组的耗量特性,耗量微增率曲线,耗量特性曲线上某点的纵坐标和横坐标之比，即输入与输出之比称为比耗量 。 耗量特性曲线上某点切线的斜率称为该点的耗量微增率,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,6.2.2 等微增率准则,两台机组为例,目标函数,有功负荷最优分配的目的：在供应同样大小负荷有功
6、功率的前提下，单位时间内消耗的能源最少。,目标函数就是总耗量最少,等式约束条件,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,用拉格朗日乘数法求解,建立拉格朗日函数,极值条件,等微增率准则,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,6.2.3 火电厂间有功功率负荷的经济分配,不计网损,多个火电厂之间有功功率负荷经济分配的等微增率准则,不等式约束条件,有功功率值越限时，按其限值（上限或下限）分配负 荷，剩余功率在其他机组间重新按等微增率准则分配,计及网损,等式约束条件,拉格朗日函数,极值条件,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,计及网损,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,不计网损,首先按多个火
7、电厂间有功功率负荷经济分配的等微增率准则进行分配。,然后再按下边的不等式约束条件进行校验，即：,对于有功功率值越限的发电厂，可按其限值（上限或下限）分配负荷，然后再对其余的发电厂分配剩下的负荷功率。,6.2.3 火电厂间有功功率负荷的经济分配,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,计及网损,按计及有功功率网损时的等微增率准则进行分配。,式中， 称为网损修正系数， 称为网损微增率。,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,例6.1：同一发电厂内两套发电设备共同供电， 它们的耗量特性及有功功率上下限分别为 F12.50.25PG10.0014PG12（T/h） F25.00.18PG20.001
8、8PG22（T/h） 试求：当时，负荷的最优分配方案。,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,计及网损时，水、火电厂有功功率负荷经济分配的条件，既协调方程式为:,6.2.4 计及网损时水、火电厂间有功功率负荷的经济分配,6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配,例6.2系统中有水、火电厂各一个，并联运行，火电厂的燃料消耗特性同水电厂的耗水量特性为 设水电厂给定的日用水量， 系统的日负荷曲线为 08时 负荷为450MW 818时 负荷为850MW 1824时 负荷为450MW 求火电厂容量为800MW，水电厂容量为500WM时，在给定的日用水量条件下，水、火电厂的经济功率分配。（忽略网损）,6.
9、2 电力系统有功功率负荷的经济分配,6.3电力网中的电能损耗,6.3.1电力网电能损耗和网损率 6.3.2电力网中电能损耗的计算方法,在给定的时间（日、月、季或年）内，系统中所有发电厂的总发电量同厂用电量之差，称为供电量。,网损率是衡量电力系统运行经济性的一项重要指标。,6.3.1电力网电能损耗和网损率,所有送电、变电和配电环节损耗的电量，称为电力网的损耗 电量。简称网损。,在同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为 电力网的网损率，即,输电线路和变压器中的电能损耗可分为两部分：,变动的电能损耗：在元件电阻上产生的电能损耗，这部分损耗与通过元件的功率有关,6.3.2电力网中电能损耗的计
10、算方法,固定的电能损耗：与施加于元件的电压有关的变压器铁芯损耗和线路 产生电晕消耗的电量，如忽略电压变化对铁芯损耗的影响，忽略电晕消耗的电量，这部分损耗可看作是固定的。,变动的电能损耗的计算，通常有两种常用的方法，即最大负荷损耗时间法和等值功率法。,6.3电力网中的电能损耗,最大负荷损耗时间法,一段时间t内，线路电阻中的电能损耗为,线路向一个集中负荷供电.,式中，S的单位为KVA，U的单位为KV。 若时间 则 为一天的电能损耗； 若 则 为全年的电能损耗。,6.3电力网中的电能损耗,最大功率损耗时间 的意义,设如果面积 与一矩形面积相等，并令矩形的高等于 ，则矩形的底用 表示，电能损耗可表示为
11、,最大负荷损耗时间法,线路向一个集中负荷供电.,6.3电力网中的电能损耗,称为最大负荷损耗时间，也叫最大功率损耗时间， 其意义为：线路中输送的功率一直为最大负荷功率 ，在 小时内的电能损耗恰等于线路全年的实际电能损耗。,最大功率损耗时间 的意义,最大负荷损耗时间法,线路向一个集中负荷供电.,6.3电力网中的电能损耗,表6.2最大负荷利用小时 与最大负荷损耗时间 的关系,6.3电力网中的电能损耗,最大负荷损耗时间法,线路上有几个集中负荷时,线路总的电能损耗等于各线段电能损耗之和，即,图6.10有3个集中负荷的供电网络,式中: 分别为线路各段的最大负荷功率； 分别为各线段的最大负荷损耗时间。,6.
12、3电力网中的电能损耗,线路上有几个集中负荷时,如果已知各点负荷的最大负荷利用小时数 ，各点最大负荷同时出现，则,最大负荷损耗时间法,6.3电力网中的电能损耗,说明：,输电线路变动的电能损耗的计算，同样适用于变压器; 即变压器的电能损耗为:,如果电网中接有n台同容量的变压器并联运行时, 则在一年中的电能损耗为,最大负荷损耗时间法计算电能损耗,由于 值的确定是近似的，准确度低,一般用于电网的规划阶段。 对于已运行电网的电能损耗计算,常采用等值功率法。,6.3电力网中的电能损耗,6.3 有一电力网负荷曲线如图所示，已知 ，R=12，平均功率因数 ,试用最大功率损耗时间法计算一年内的电能损耗。,例6.
13、3的电力网负荷曲线,6.3电力网中的电能损耗,例6.4 变电所低压母线上的功率为40MW， . 试求线路及变压器中全年的电能损耗。线路和变压器的参数如下： 线路（每回）： 变压器（每台）：,例6.4的输电系统及其等值电路,6.3电力网中的电能损耗,6.4 降低电力网电能损耗的措施,6.4.1 提高负荷的功率因数 6.4.2 提高电力网运行的电压水平 6.4.3 改变电力网的运行方式 6.4.4 对原有电网进行技术改造,电力网的电能损耗不仅耗费一定的动力资源，而且占用部分发电设备容量。 因此降低网损是电力企业提高经济效益的一项重要任务。,6.4降低电力网电能损耗的措施,电力系统的负荷中，异步电动
14、机占相当大的比重，它所需的无功功率与有功功率的关系为:,异步电动机所需的无功功率由两部分组成:,受载系数降低，使得功率因数降低。,第一部分是建立磁场所需的空载无功功率，约为 的6070，与受载系数无关； 第二部分为绕组漏抗中消耗的无功功率，与受载系数的平方成正比。,6.4.1 提高负荷的功率因数,6.4降低电力网电能损耗的措施,提高负荷的功率因数的措施：,使异步电动机与所拖动的机械功率配套，避免“大马拉小车”的现象。,同步电动机代替异步电动机，（因为同步电动机不仅可以不需要系统供给无功功率，还可以运行在过励磁状态向系统发出无功功率，从而提高负荷的功率因数）。,6.4降低电力网电能损耗的措施,电
15、力网运行时，应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗和电能损耗。,对于变压器，提高电力网的运行电压，变压器绕组中的铜损减小，但是，铁损就相应地增加。,对于变压器的铁损在网络总损耗中所占比重小于50的电力网，适当提高电力网的运行电压可以降低网损， 对于变压器铁损所占比重大于50的电力网，情况正好相反，此时宜适当降低运行电压，如610KV的农村配电网络。,6.4.2 提高电力网运行的电压水平,6.4降低电力网电能损耗的措施,闭式网的经济功率分布,没有施加任何调节和控制手段，由线路阻抗决定的功率分布，称自然功率分布。,6.4.3 改变电力网的运行方式,图6.13 环形网络,6.4降低电力网电能损耗的措施,闭式网的经济功率分布,当闭式网内功率按各段电阻分布时，电网内有功功率损耗最小，这样的功率分布，称为经济功率分布。,电网内功率损耗最小时的功率分布为:,6.4降低电力网电能损耗的措施,闭式网的经济功率分布,对于均一网，网络内的自然功率分布就等于经济分布。,在环形网络中，装设混合型加压调压变压器（也叫纵横调压变压 器）,对于非均一电网，可以采取以下措施，将自然功率分布变为经济分布，使得电网内功率损耗最小。,在闭式网内装设并联电容器，调整电力网的电抗，,
