第三章第三节 电力系统的经济调度与自动调频.doc

电力系统的经济调度与自动调频
经济调度控制(EDC)的任务是使电力系统运行具有良好的经济性
有人称EDC为三次经济调整。
一、等微增率分配负荷的基本概念
微增率定义
输入耗量微增率与输出功率微增率的比值。
锅炉耗量特性(d)锅炉耗量微增率
汽轮机耗量特性(e)汽轮机耗量微增率
发电机耗量特性(f)发电机耗量微增率
图3-15 三种典型的耗量特性及其微增率曲线
由于汽轮机的微增率变化不大和发电机的效率接近1,所以整个机组的耗量特性和微增率可以认为如图3-15(a)和图3-15(d)的形状。
耗量微增率随输出功率的增加而增大。
2)等微增率法则
运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷,这样就可使系统总的燃料消耗(或费用)为最小,从而是最经济的。
两台机组并联运行为例:
机组1为,微增率为
机组2为,微增率为且>
总的负荷不变的前提下调整一下负荷分配:
机组1的功率减小,即功率变为,微增率减小到,减小的燃料消耗、、、所围的面积
机组2增加相同的,其功率变为,微增率增至,增加的燃料消耗、、、所围的面积
两个面积的差即为减少的燃料消耗
3)等微增率准则数学证明
设有n台机组,每台机组承担的负荷为,,…,,对应的燃料消耗为,,…,,则总的燃料消耗为
(3-29)
而总负荷功率为
(3-30)
现在要使发电机组总的输出在满足负荷的条件下,总的燃料消耗为最小,即使。这时,可应用拉格朗日乘子法则来求解
取拉格朗日方程(3-31)
式中 F——总燃料消耗;
——拉格朗日乘子;
——约束函数。
这里功率平衡就是相应的约束条件,即
或(3-32)
因此,使总燃料消耗最小的条件是(3-31)式对功率的偏倒数为零。即
(=1,2,…,n) (3-33)
因是常数,同时各机组的输出功率有时又是相互无关的,所以
或(3-34)
设每台机组都是独立的,那么每台机组燃料消耗只与本身的输出功率有关。因此,上式可写成
(3-35)
由此可得
即(3-36)
图3-17 多台机组间按照等微增率分配负荷示意图
因此,发电厂内并联运行机组的经济调度准则为:各机组运行时微增率,,…,相等,并等于全厂的微增率。图3-17为发电厂内n台机组按等微增率运行分配负荷时的示意图。
二、发电厂之间负荷的经济分配
由于发电厂之间通过输电线路相联。所以考虑发电厂之间的负荷经济分配时,要计及线路功率损耗因素。
设有n个发电厂,每个电厂承担的负荷分别为,,…,,相应的燃料消耗为,,…,,则全系统总的燃料消耗为
(3-37)
总的发电功率与总负荷及线损相平衡,即
(3-38)
同样,应用拉格朗日乘子法求解,取拉格朗日方程(3-31)式
(=1,2,…,n) (3-39)
或(3-40)
式中——线损修正系数,;
——系统微增率;
——电厂微增率。
所以在考虑线损条件下,负荷经济分配的准则是每个电厂的微增率与相应的线损修正系数的乘积相等。
为了求得各电厂的微增率,必须计算出线损(一般事先根据运行工况而选定的线损系数求得),然后算出电厂的线损微增率,即
,在和已知后,就可求出,即
(3-41)
由(3-41)式得
(3-42)
调频电厂按(3-42)式运行是最经济得负荷分配方