1. 第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动有很 大的偶然性；
2. 第二种变动幅度较大，周期也较长，属于这种负荷的主 要有：电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性的负荷 变动； 3. 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最大，周期也 最长，是由于生产、生活、气象等变化引起的负荷变动。
负荷波动性质的分析
F / P dF / dP or W / P dW / dP
最优负荷分配的基本概念 5. 最小比耗量 μmin
耗量特性曲线切点对应的比耗量。
E(F、W)
E = f (PG) θ tg
α
tg
PG
最优负荷分配的目标函数与约束条件

目标函数： C = C (x, u, d ) 等约束条件： f (x, u, d ) = 0 不等约束条件： g(x, u, d ) ≤ 0
第五章 电力系统的有功功率
和频率调整
陈碧云 广西大学电气工程学院
第五章 电力系统的有功功率和频率调整

衡量电能质量的指标
频率 电压 波形


衡量经济性的主要指标
比耗量 线损率

本章的主要内容

有功功率的最优分布

有功功率负荷预计
有功功率电源的最优组合 有功功率负荷在运行机组间的最优分 配等

一次投资大，运行费用小。
各类发电厂的运行特点
水电厂

存在强迫功率和技术最小负荷； 退出、投入、或承担急剧变动负荷时，所 需能量、花费时间少，操作简单；


发出功率受水头影；
按其有无调节水库、调节水库的大小或其 功能分为无调节、日调节、季调节、年调 节、多年调节和抽水蓄能等。
丰水期和枯水期电厂的运行安排
二、有功功率负荷曲线的预测
负荷预测的精度直接影响经济调度
的效益，提高预测的精度就可以降低备用
容量，减少临时出力调整和避免计划外开
停机组，以利于电网运行的经济性和安全
性。
负荷预测分类
1. 安全监视过程中的超短期负荷预测；
2. 日调度计划；
3. 周负荷预测；
4. 年负荷预测；
5. 规划电源和网络发展时需要用1~20年 的负荷预测值。
丰水期：水电厂应满发以避免弃水，与热电
厂和核电厂一起带基本负荷稳定运行，其次
是高温高压火电厂，然后是中温中压火电厂 承担峰值负荷。 枯水期：有调节水电厂承担调峰任务，其余
各类电厂的安排顺序不变。
各类发电厂的合理组合
最优负荷分配的基本概念
1. 耗量特性 发电设备的输入和输出的关系，即发电设备 单位时间内消耗的燃料F（耗水量W）与发出 有功功率PG的关系。

第一种负荷→一次调 频→发电机的调速器
第二种负荷→二次调 频→调频厂的调频器 第三种负荷→三次调 频→电力调度计划


负荷波动性质的分析

前两种是事后的，第三种是事前的。 一次调频是所有运行中的发电机组都可 参加的，取决于发电机组是否已经满负 荷发电。这类 发电厂称为负荷监视厂。

二次调频是由平衡节点来承担。

频率调整
第一节 电力系统中有功功率的平衡

电力系统经济调度：是在满足安全和一定质量要求的 条件下尽可能提高运行的经济性，即合理地利用现有 的能源和设备，以最少的燃料消耗量（或燃料费用或 运行成本），保证对用户可靠而满意地供电。
最优潮流：满足各节点正常功率平衡及各种安全性不 等式约束条件下，求以发电费用（耗量）或网损为目 标函数的最优的潮流分布。 最优潮流的优点：将安全性运行和最优经济运行等问 题综合地用统一的数学模型来描述。
有功功率负荷的最优分配

电力系统最优运行：是电力系统分析的一 个重要分支，它所研究的问题主要是在保 证用户用电需求（负荷）的前提下，如何 优化地调度系统中各发电机组或发电厂的 运行工况，从而使系统发电所需的总费用 或所消耗的总燃料耗量达到最小这样决策 问题。
第二节 电力系统中有功功率的最优分配 一、各类发电厂的运行特点和合理组合
1. 各类发电厂的运行特点
火电厂

有一个技术最小负荷； 退出、投入、急剧改变负荷时，均需耗费 能量、花费时间，且易于损坏设备； 效率：高温高压 > 中温中压 > 低温低压


调节范围：中温中压优于高温高压
各类发电厂的运行特点
原子能电厂

技术最小负荷取决于汽轮机； 退出、投入、或承担急剧变动负荷时，也 需耗费能量、花费时间，且易于损坏设备；
2. 比耗量μ
耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比 值。
F / PG or W / PG
最优负荷分配的基本概念
3. 发电设备的效率η 输入功率与输出功率之比。
PI / PO
1/ 耗量特性的纵横坐标单位相同时，
4. 耗量微增率λ
单位时间内输入能量微增量与输出功率微增 量的比值。


有功功率电源的最优组合
有功功率电源的最优组合是指系统中 发电设备或发电厂的合理组合。通常所说 的机组的合理开停，大体上包括三个部分：
1.
机组的最优组合顺序
2.
3.
机组的最优组合数量
机组的最优开停时间
有功功率负荷的最优分配


有功功率负荷的最优分配：是指系统的有 功功率负荷在各个正在运行的发电设备或 发电厂之间的合理分配。其核心是按等耗 量微增率准则进行分配。 最优化：是指人们在生产过程或生活中为 某个目的而选择的一个“最好”方案或一 组“得力”措施以取得“最佳”效果这样 一个宏观过程。


一、有功功率负荷的变动和调整控制

发电机的功率平衡
PT ＝ PE + PD ≈ PE

电力系统的功率平衡
P P
G
Load
PLoss
有功频率特性

负荷波动是频率偏差的根本原因 有功平衡的低决定了频率的高低
一.负荷预测的简要介绍

电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的 需求，即进行电力负荷预测，按照调度计划的周 期，可分为日负荷预测，周负荷预测和年负荷预 测。不同的周期的负荷有不同的变化规律：
二、有功功率电源和备用容量

有功功率电源：可投入发电设备的可发功率 之和，不应小于包括网损和厂用电在内的系 统（总）发电负荷。 系统的备用容量：系统电源容量大于发电负 荷的部分，可分为热备用和冷备用或负荷备 用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。
经济调度的第二个问题是有功功率的最优分 配，包括有功功率电源的最优组合和有功功 率负荷的最优分配。