电力系统的经济负荷分配

电力系统自动化一．电力系统的经济负荷分配第三节、电力的经济负荷分配•电力的经济调度控制EDC：在保证系统频率质量和系统安全运行前提下，如何使电力系统运行具有良好的经济性。它是联合自动调频的重要目标之一，是自动发电控制AGC的一部分。•EDC按数学模型编制，计算调用时间较长，一般5min以上启动一次，被称为。：根据发电机容量和无功补偿容量，在保持系统良好运行状态下优化系统目标函数：成本函数。第三节、电力的经济负荷分配发电厂成本运行参数燃料成本传输损耗整个电网的发电成本发电厂成本一、等微增率分配负荷的基本概念•微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。•等微增率法则，就是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。第三节电力系统的经济负荷分配2iiiiiiCPP2iiiiiidCPdP图3-15机组负荷改变时耗量的变化示意图P'1P'2P2P1P1机组2机组b2b1bb1b2b'1b'2PP2211PPPP22221111bPPbbPPbSS省煤耗煤第三节电力系统的经济调度与自动调频设有n台机组，每台机组承担的负荷为P1，P2，…，Pn，对应的燃料消耗为1C，2C，…，nC，则总的燃料消耗为121ggiiiniiiniPiCPC而总负荷功率PL为1gnLiiPP第三节电力系统的经济调度与自动调频二、不考虑网损时负荷的经济分配用拉格朗日乘子法则来求解取拉格朗日方程LC式中C——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021PPPPLn或PPPn，,,21niiP10PL第三节电力系统的经济负荷分配使总燃料消耗最小的条件是（3-31）式对功率的偏导数为零。即0iiiLCPPP（i＝1，2，…，n）（3-33）第三节电力系统的经济负荷分配因PL是常数，同时各机组的输出功率又是相互无关的，所以10niiLiiiiCLPPPPP100iiCP0iiCP或iiCP第三节电力系统的经济调度与自动调频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2iiiiiCPP由此可得1212nnCCCPPP第三节电力系统的经济调度与自动调频二、考虑网损时负荷的经济分配设有n个发电厂，每个电厂承担的负荷分别为P1，P2，…，Pn，相应的燃料消耗为1C，2C，…，nC，则全系统总的燃料消耗为121ggiiiniiiniPiCPC总的发电功率与总负荷PL及线损pe相平衡，即10gniLeipPP第三节电力系统的经济调度与自动调频拉格朗日方程为：11()ggnniLeiiiLCPpP上式对功率的偏导数为零，得：110eiiiieiipLCPPPCpPP或1iieiiiiCCpLPPP第三节电力系统的经济调度与自动调频式中iL——线损修正系数，ieiPpL11；——系统微增率；eipP——网损微增率。第三节电力系统的经济调度与自动调频在考虑线损条件下，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。第三节电力系统的经济调度与自动调频经济负荷分配没有考虑输电线路和变压器等设备的传输限制。事实上，输电线路有发热、电压和传输稳定问题。随着系统负荷的不断增加，这一问题必须加以解决。这就引出了稳定约束的最优潮流问题。四、自动发电控制（AGC/EDC功能）（一）概述电力系统中发电量的控制，一般分为三种情况•由同步发电机的调速器实现的控制（一次调整，10S）；•由自动发电控制（简称AGC，即英文AutomaticGenerationControl的缩写）（二次调整，10S~3min）：电力系统控制中心根据系统的频率和区域间相连的输电线上的功率偏移；•按照经济调度（简称EDC，即英文EconomicDispatchControl）（三次调整，3min）：按照负荷曲线及预测出几分钟后总负荷变化趋势，由计算机算出发电机组最优经济的输出功率。第三节电力系统的经济调度与自动调频（2）自动发电控制的基本原理图中setP为输电线路功率的整定值，setf为系统频率整定值，P为输电线路功率的实际值，f为系统频率的实际值，Bf为频率偏差因子，)(SK外部控制回路，用来根据电力系统频率偏差和输电线路上的功率偏差来确定输出控制信号，refP为系统要求调整的控制信号功率，)(SN为内部控制回路，用来控制调整调速器阀门开度，以达到所需要的输出功率。图3-17单台发电机组的AGC系统系统电力)(SN机组调速器输电线路BfsetfsetP)(SKfPPGrefP系统AGC第三节电力系统的经济调度与自动调频•G1、G2、G3为发电机组；ACE称为区域控制误差，用来根据系统频率偏差以及输电线路功率偏差来确定输出控制信号；负荷分配器根据输入的控制信号大小并且根据等微增率准则或其他原则来控制各台发电机输出功率的大小。)(1SN)(2SN)(3SN统系力电负荷分配器)(SKACE区域控制误差fPG1G3G2图3-18具有多台发电机的AGC系统第三节电力系统的经济调度与自动调频自动发电控制系统具有四个基本任务和目标：①使全系统的发电机输出功率和总负荷功率相匹配；②将电力系统的频率偏差调整控制到零，保持系统频率为额定值；③控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，以实现各个区域内有功功率和负荷功率的平衡；④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。自动发电控制系统包括两大部分：（1）负荷分配器（2）发电机组控制器第三节电力系统的经济调度与自动调频各台发电机组的设定调整功率按以下公式分配：nibiniGiibiCiPACEPPP11式中Pci——各台发电机组的设定调整功率；Pbi——各台发电机的基点经济功率；PGi——每台发电机的实际输出功率；i——分配系数。第三节电力系统的经济调度与自动调频经济负荷分配（EDC）每隔五分钟修改一次Pbi和i值，以适应经济调度的要求。有时为了增大加到发电机组上的误差信号信息，可以使用一个或者多个附加的负荷分配回路，如图3-19所示。这样的附加分配回路可以用一个分配系数i来表示，但它与按经济调度调整负荷的“分配系数i”不同，它不受经济调度的约束，所以称为调整分配。第三节电力系统的经济调度与自动调频分配调整分配经济ACEPGiPG1PGn图3-19具有一个并联附加分配回路的AGC控制系统示意图第三节电力系统的经济调度与自动调频自动发电控制（AGC）的分配方式为ACEACEinibiniGiibiciPPPP11或ACEPPPPiinibiniGiibici11当ACE=0，负荷按经济调度（EDC）分配当ACE≠0，ACE功率按)(ii分配第三节电力系统的经济调度与自动调频图3-20计算机数字遥测遥控发电机组控制系统refP收信机遥控测量功率发信机遥控程序计算机发信机遥控控制器机组调速器机组发电收信机遥控命令增减令命码编调度中心计算机数字遥测系统发电机PG第三节电力系统的经济调度与自动调频B地区A地区AGCN子系统C地区图3-21互联电力系统的AGC控制N满足地区间规定的净交换功率PPPCBA保持本系统的频率为额定值第三节电力系统的经济调度与自动调频