【文档说明】第14章 电力系统的经济运行.pptx，共(24)页，740.738 KB，由精品优选上传

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电力网中的能量损耗◆网损计算方法1：最大负荷损耗时间法◆网损计算方法2：等值功率法◆降低网损的技术措施火电厂间有功功率负荷的经济分配◆等微增率准则水、火电厂间有功功率负荷的经济分配无功功率负荷的经济分配CH14电力系统的经济运行电力系统的经济运行—

电力网中的能量损耗电力网的能量损耗和损耗率◆网损率/线损率100%=电力网损耗电量网损率供电量◆电力网损耗电量23000310kW,,A,,TTTAPTIRdtPThIR−=+−−−−固定损耗—与设备电

压相关可变损耗—与负荷电流相关◆线路中能量损耗的计算方法22876033max2203maxmax876022max01010co1T;s0LSSARdtRVVPSdtS−−−====与，有关Tmax/h最大负荷损耗时

间：τ/h250017001500125055004100400039506500525052005100cos0.80=cos0.85=cos0.90=RIPcos最大负荷损耗时间法-τ电力系统的经济运行—电力网中的能量损耗2323022322222203103101

0133TLeqeqeqTeqeqeqAIRdtIRTPQRTVPQIIdtTV−−−==+=+==式中：◆线路中能量损耗的计算方法等值功率法—定义均方根电流RIPcos等值功率法—负荷曲线形状系数Q

PeqaveqavAAPKPKQLQLTT====()22223210LavavRTAKPLQV−=+等值功率法—负荷曲线形状系数2211(1)1282avKK++=+取所需数据：AP，AQ，最小负荷率α当

α>0.4时，可证明最大误差<10%简单精度好，可推广于任意复杂网络计算时段可以是日、月、季度或年maxPminPTPtmax12K+=minmaxminPPP=+maxPminPTPtmin1.0K=电力系统的经济运行—电力网中的能量损耗2222122coscos(%

)1100cos0.7(%)110039.50.9LLLPPPPRV==−=−=◆降低网损的技术措施（一）提高用户功率因数并联无功功率补偿：结合QV调节提高异步电动机受载系数2000(),(0.6~0.7)NNNPQ

QQQQQP=+−=◆降低网损的技术措施（二）改善网络功率分布环网潮流调控，实现功率经济分布配电网络重构：闭式接线、开式运行（三）合理确定电网电压运行水平35kV级以上电网，固定损耗（铁损）比例<50%，可适当提高电压水平6~10kV电网，负荷率较低，小容量变压器空载电流较大，

固定损耗（铁损）比例可达60%~80%，宜降压运行电力系统的经济运行—电力网中的能量损耗◆降低网损的技术措施（三）合理确定电网电压运行水平35kV级以上电网，固定损耗（铁损）比例<50%，可适当提高电压水平，配合分接头调整，铁损基本不变，可变损耗部分减小；铁损CV/V01.

011.021.031.041.0510%1.572.094.565.777.3415%ΔPL%1.402.704.005.206.4020%1.202.303.404.405.40参见：王世桢《电网调度运行技

术》改变变压器分接头位置，接入电路的绕组匝数变化，则电导GT有也会相应变化，因此，变压器铁损为200dVSSV=电力系统的经济运行—电力网中的能量损耗2()02(1)0(1)(1)(1)TkSNTkSNSPkPkPkSSPkPkPkS−=+=−+−

−◆降低网损的技术措施（四）组织变压器经济运行多台变压器并联运行的总损耗0(1)crNSPSSkkP=−（五）电网技术改造高电压等级引入负荷中心，110kV、220kV、500kV；提高最小负荷率：削峰填谷—分时电价，储能电站；cr

SSTP()TkP(1)TkP−对季节性变化负荷，按此原则调节具有实际意义两台变压器退出一台时必须考虑供电可靠性昼夜变化负荷，考虑开关动作次数限制Review：CH9电力系统的负荷—负荷曲线日负荷曲线：

削峰填谷，提高最小负荷系数，降低网损，分时电价/储能电力系统的经济运行—火电厂间有功功率负荷的经济分配◆耗量特性——反映设备或其组合单位时间内能量输入和输出关系火电厂耗量特性：单位时间燃料消耗（F：折合成标准煤，t/h）与机组输出有功功率（P：MW）之间的关系水电厂耗量特性

：单位时间水量消耗（m3/h）与机组输出有功功率（MW）之间的关系；比耗量和发电厂效率：耗量微增率：()Fth(MW)Ptg=11FP=1P1Fo(MW)P1=1PodFdP=FP=1=电力系统的经济运行—火电厂间有功功率负荷的经济

分配◆等微增率准则问题：已知两台机组的耗量特性和总负荷功率，不考虑燃料和输出功率限制，确定G1G21GP2GPLDP112212min:()().:GGGGLDFFPFPstPPP=++=1212GGAAdFdFdPdP=负荷功率在机

组间的分配，使总燃料消耗量最小。12120GGAAdFdFFPPdPdP=−1212GGAAdFdFdPdP1()Ftho1BA1Fo1B2()Fth2B2BA2FP121212,GGOOPPBBFF=+=+电

力系统的经济运行—火电厂间有功功率负荷的经济分配◆多个火电厂间的负荷经济分配问题：已知n个火电厂的燃料耗量特性和系统总负荷功率，暂不考虑网络功率损耗，确定系统负荷功率在n个电厂间的经济分配，使得总燃料消耗最小11minmaxminmaxminmaxmi

n:().:0niGiinGiLDiGiGiGiGiGiGiiiiFFPstPPPPPQQQVVV===−=问题的数学描述（数学模型）问题求解——构造Lagrange函数1minnGiLDiLFPP==−−

0,(1,2,...,)GiGiLFinPP=−==EQU10nGiLDiLPP==−=GiFP=电力系统的经济运行—火电厂间有功功率负荷的经济分配◆多个火电厂间的负荷经济分配—Ex14-3()()()2111122222233312340.300.00

07100MW200MW30.320.0004120MW250MW3.50.70030.00045150MW300MWMW,400MWGGGGGGGGGLDLDFPPthPFPPthPFPhPPPtP=++=++==+=+1111

122222333330.30.0014100MW200MW0.320.0008120MW250MW0.30.0009150MW300MWGGGGGGGGGdFdPPPdFdPPPdFdPPP==+==+==+1231231700

MWGGGLDPPPP==++==213270MW169MW261MWGGGPPP===13132250MW450MWGGGPPP===+13176MW274MWGGPP==机组2分配功率超越极限，取其限值，剩余功率由其他

机组按等微增率准则重新分配电力系统的经济运行—火电厂间有功功率负荷的经济分配◆多个火电厂间的负荷经济分配—Ex14-31111122222333330.30.0014100MW200MW0.320.0008120MW250MW0.30.0

009150MW300MWGGGGGGGGGdFdPPPdFdPPPdFdPPP==+==+==+1MWGPMWGiP2MWGP3MWGP10015020015020025030015020025070030040050060

00.40.60.50.40.60.51000.40.60.50.40.60.5λ取不同的值，得到各发电厂输出功率及其总和，制成表格或曲线电力系统的经济运行—火电厂间有功功率负荷的经济分配◆计及网损的有功负荷经济分配11minmaxminmaxminmaxmin:().:0niGiin

GiLLDiGiGiGiGiGiGiiiiFFPstPPPPPPQQQVVV===−−=问题的数学描述（数学模型）问题求解——构造Lagrange函数1minnGiLLDiLFPPP==−−−10,(1,2,..

.,)LGiGiGiPLFinPPP=−−==EQU1,(1,2,...,)1iGiGiLGiFFinPPPP===−11LiGiPP=−网损修正系数:LGiPP网损微增率

：若网损微增率大于零，发电机出力增加会引起网损增加电力系统的经济运行—水、火电厂间有功功率负荷的经济分配◆一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配00min:().:()()()0()0TH

TLDHFFPtdtstPtPtPtWPtdtW=+−=−=数学模型—泛函极值问题问题求解——变分法：将指定的运行周期τ划分为s个时段，假定各时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造Lagrange函数111min()ssskkkHkTkLDk

kkkkkkLFtPPPtWtW====−+−+−1skkt==1111min:().:0,(1,2,...,)()0ssTkkkkkkHkTkLDkssH

kkkkkkFFPtFtstPPPksWPtWWtW======+−==−=−=电力系统的经济运行—水、火电厂间有功功率负荷的经济分配◆一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配——等微增率准则数学模型—泛函极值问题问题求解——变分法：将指定的运行周期τ划

分为s个时段，假定各时段内负荷功率、水电厂火电厂功率不变；然后构造Lagrange函数111min()ssskkkHkTkLDkkkkkkkLFtPPPtWtW====−+−+−

1skkt==0(1,2,...,)0(1,2,...,)kkkkHkHkkkkkTkTkdWLttksPdPdFLttksPdP=−===−==()0(1,2,...,)TkH

kLDkkkLPPPtks=−+−==10skkkLWtW==−=kkkTkHkdFdWdPdP==THdFdWdPdP==假定时间段取得足够短电力系统的经济运行—水、火电厂间有功功率负荷的经济分配◆一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配

00min:().:()()()0()0THTLDHFPtdtstPtPtPtWPtdtW=+−=−=数学模型—泛函极值问题水电厂水耗量乘以γ，相当于水换成了煤，水电厂变成了等值火电厂，按火电厂间负荷经济分配的

等微增率准则，即有上式结果()THdFdPdWdP==问题求解—等微增率准则()()THFdFdPPWdWdPP==FW=γ的物理意义—水煤换算系数γ的选取——使得给定用水量在指定运行期间刚好用完，做到既不弃水，也不超量用水Ste

p1：给定初值γ(0)，令迭代次数k=0Step2：计算全部时段的负荷分配；Step3：校验用水量是否满足Step4：若用水超量，应取Step5：若发生弃水，应取Step6：k=k+1，返回Step2()kWW−()kWW(1)

()kk+()kWW(1)()kk+电力系统的经济运行—水、火电厂间有功功率负荷的经济分配◆一个水电厂和一个火电厂间负荷的经济分配()THdFdPdWdP==问题求解—等微增率准则()HWPo3B1Ao1B()Fth

2B1B3A2A2B3B312γ的选取——使得给定用水量在指定运行期间刚好用完，做到既不弃水，也不超量用水Step1：给定初值γ(0)，令迭代次数k=0Step2：计算全部时段的负荷分配；Step3：校验用水量是否满足Step4：若用水超量，应取Step5：若发

生弃水，应取Step6：k=k+1，返回Step2()kWW−()kWW(1)()kk+()kWW(1)()kk+电力系统的经济运行—水、火电厂间有功功率负荷的经济分配◆计及网损时若干个水、火电厂间负荷的经济分配01110min:().:()()()()0()0,(1,

2,...,)iniTimnHjTiLLDjijHjjFFPtdtstPtPtPtPtWPtdtWjm====+−−=−==数学模型—泛函极值问题问题求解——变分法：将指定的运行周期τ划分为s个时段，假定各时段内负荷功率、水电厂火

电厂功率不变；然后构造Lagrange函数1111111min()nssmnmsikkkHjkTikLkLDkkjkkikkjijkLFtPPPPtWtW========−+−−+

−1skkt==1111jijTiHjLLTiHjdWdFdPdPPPPP==−−1111jkikjkTikHjkL

kLTikHjkdWdFdPdPPPPP==−−电力系统的经济运行—无功功率负荷的经济分配◆等微增率准则的应用——无功功率负荷的经济分布()12121minmaxminmaxmin:,,...,,,,...,.:0LLnnmGiLLDiGiG

iGiiiiPPPPPQQQstQQQQQQVVV==−−=问题：在有功负荷分配确定的前提下，调整各无功电源之间的负荷分布，使有功网损最小数学模型—极值问题问题求解——构造Lagrange函数1minmLGiLLDiLPQQQ==−−−1

10,(1,2,...,)0LLGiGiGimGiLLDiPQLimQQQLQQQ==−−===−−−=1,(1,2,...,)1LLiGiGiLGiPPimQQQQ=

==−()11iLGiQQ=−无功网损修正系数:LGiQQ无功网损微增率：电力系统的经济运行—无功功率负荷的经济分配◆等微增率准则的应用——无功功率补偿的经济配置——节点i装设补偿容量每年节省的网损能耗

费用——节点i装设补偿容量的装置每年支出费用，含设备折旧费、维修费、投资回收费、补偿设备自身每年能耗费用，等——节点i装设补偿容量取得的经济效益目标函数：经济效益最大化等微增率准则：每个补偿节点装设最后一个单位的补偿容量时得到的年网损

节约折价恰好等于单位补偿容量的年费用，此时获得最大经济效益。()eiCiCQ()()()0eiCieiCidiCiCCiCiCiCQCQCQkQQQ===CiQ()diCiCQCiQ()()()eiCieiCidiCiCQCQCQ

=−CiQ电力系统的经济运行—无功功率负荷的经济分配◆等微增率准则的应用——无功功率补偿的经济配置◆工程应用上，通常给定全网总的无功补偿容量，寻求经济最优配置方案数学模型及问题求解——等微增率max().0eiCiCiCCCQstQQ=−=

：()()eiCicCieiCicccCiCQQCQkQ==+=()()eiCiCiCLCQQQ=−−补偿容量有限时，总是正的，因此补偿容量应按照网损节约微增率相等的原则，在各补偿节点之间进行分配；即：所有补偿点的网损节约微增率都等于；未补偿配置补偿容量节点的网

损节约微增率小于；ccckcc本章小结HuazhongUniversityofScienceandTechnology网损率是衡量电力企业管理水平的重要指标之一，了解降低网损的技术措施及其作用原理；有功负荷在两台机组间进行分

配，当两台机组能耗（或成本）微增率相等时，总的能耗（或成本）将达到最小，这就是等微增率准则；水、火电厂联合运行的系统中，可以通过水煤换算系数将水电厂等值成火电厂，然后应用等微增率准则。水煤换算系数的选取应使在指定运行周期内

的给定用水量恰好用完；电网无功优化以及无功补偿容量优化配置也满足等微增率准则；了解网损修正系数在电厂间负荷经济分配中的意义和作用习题HuazhongUniversityofScienceandTechnologyEx14-8，14-9有

志者事竟成，破釜沉舟，百二秦关终属楚；苦心人天不负，卧薪尝胆，三千越甲可吞吴！TobecontinuedHuazhongUniversityofScienceandTechnology