【正文】 ??? GgGGLgiGigiGii PPPPPPFL ?, 2111?? － 42 2021年 6月 17日星期四 167。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 二 、 水力發(fā)電廠和火力發(fā)電廠之間的有功功率經(jīng)濟(jì)分配 1. 水力發(fā)電機(jī)組的耗水量特性 ? 耗水量特性：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí) ， 水輪發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)消耗的水量與發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率之間的關(guān)系 。 ? ? 32 GjjGjjGjjjGjj PdPcPbaPW ????? 水輪發(fā)電機(jī)組有最大和最小出力限制 。 2. 水火發(fā)電機(jī)組間有功功率經(jīng)濟(jì)分配的數(shù)學(xué)模型 設(shè)系統(tǒng)有 g個(gè)機(jī)組 ， 前 h個(gè)為火電機(jī)組 ， 其余為水電機(jī)組 ? ?? ?? ?? 241 1m i nthiG iti PFF? ? 01??? ??? ttLgiG it PP ?24,2,1 ??t? ? TjtG jtjt WPW ???241ghhj ,2,1 ????m a xm in GiG itGi PPP ?? gi ,2,1 ?? 24,2,1 ??t － 43 2021年 6月 17日星期四 167。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 ? 不考慮不等式約束條件 ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ??? ????? ??????? ???????? ????ghjTjtG j tjjtttLgiG i tttgiG i ti WPWPPPFL1241241 1241 1???? ? 0dd ?????tG itG itiG it PPFPL ? hi ,2,1 ?? 24,2,1 ??t? ? 0dd ??????G jtG jtjjtG jt PPWPL ?? ghhj ,2,1 ???? 24,2,1 ??t? ? 01??????? ?????? ??? ttLgiG ittPPL ?? 24,2,1 ??t ? ? 0241????? ??TjtG jtjjWPWL?ghhj ,2,1 ????? 水耗微增率： ? ?GjtGjtjPPWdd? ? ? ? ? ? ? ?tG g tG g tggthGthGhhG h tG h thtGtGPPWPPWPPFPPF ??? ?????????? dddddddd1111111 ?? 24,2,1 ??t水電機(jī)組等值煤耗微增率 水煤轉(zhuǎn)換系數(shù) ? 水火電機(jī)組間有功功率經(jīng)濟(jì)分配的必要條件：各個(gè)火電機(jī)組的煤耗微增率和水電機(jī)組的等值微增率相等 ， 每個(gè)水電機(jī)組各個(gè)小時(shí)水煤轉(zhuǎn)換系數(shù)不變 。 － 44 2021年 6月 17日星期四 167。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 三 、 電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流 (Optimal Power Flow， OPF)簡(jiǎn)介 ? 以全系統(tǒng)的燃料消耗量最小為目標(biāo) ， 約束條件為發(fā)電機(jī)的有功和無(wú)功出力的限制 、 節(jié)點(diǎn)電壓容許偏移的要求以及線路和變壓器功率的限制 。 系統(tǒng)有 n個(gè)節(jié)點(diǎn) ， 前 g個(gè)節(jié)點(diǎn)為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn) ， 功率限制支路數(shù)為 l。 (1)目標(biāo)函數(shù) ? ???? giGii PFF1m in(2)等式約束 ? ?? ? ???????????????? niBGUUBGUUPPijijijijijjiLiGiijijijijijjiLiGi,2,1,c o ss i ns i nc o s?????(3)不等式約束 m a xm inm a xm inGiGiGiGiGiGiQPPP???? gi ,2,1 ??m a xm in iii UUU ?? ni ,2,1 ??2 m a x222 ijijijij SQPS ???00m inm a x????iiiiUUUU － 45 2021年 6月 17日星期四 167。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 ? ?? ?? ? ???????00minxhxgxf? 典型的數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題 。 ? 目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)都是變量的非線性函數(shù) 。 － 46 2021年 6月 17日星期四 167。 54 電力系統(tǒng)潮流控制 ? 柔性交流輸電系統(tǒng) (FACTS)：用于電力系統(tǒng)潮流的靈活控制和系統(tǒng)傳輸能力的提高 。 一 、 晶閘管控制串聯(lián)電容器 (TCSC) ? 晶閘管控制串聯(lián)電容器又稱(chēng)為可控串補(bǔ) ， 由固定電容器和晶閘管控制電抗器并聯(lián)組成 ， 它串聯(lián)在輸電線路上 。 lineiLiCi設(shè)可控串補(bǔ)兩端的電壓為給定正弦電壓： ? ? tLUti NL ?? ???? s i n2s i n221 ?????????2s i n2s i n2???LtU N?????2s i n2 ??? LX L e q? 可控串補(bǔ)基本等值電抗： C1jjCj1j?????L e qL e qT C S CXXXC1j ???? L eqL eqXX? 可控串補(bǔ)結(jié)構(gòu)上與靜止無(wú)功補(bǔ)償器相似 。 － 47 2021年 6月 17日星期四 167。 54 電力系統(tǒng)潮流控制 (1)觸發(fā)相位 α=π/2 電抗器電流為零 ， 電抗器開(kāi)路 ????? ??? ?? 2s i n2LX L e q Cj 1??TCSCX a (2)觸發(fā)相位 γαπ/2 c (3)觸發(fā)相位 α=0 b LLX L e q ???? ?? ???? 2s i n2C11j?? ??LX T C S C 可控串補(bǔ)基波等值電抗呈感性 ? 實(shí)際情況下 ， 可控串補(bǔ)與線路串聯(lián) ， 電壓不為正弦 ， 而電流基本上為正弦 。 ? 當(dāng)觸發(fā)相位 α=π/2和 α=0， 計(jì)算結(jié)果與設(shè)定電壓為正弦所得到的結(jié)果一樣 。 ? 當(dāng)觸發(fā)相位 γαπ/2， 可控串補(bǔ)等值電抗為容性 。 ? 可控串補(bǔ)等值電抗很大時(shí) ， 電容器兩端電壓將很高 。 － 48 2021年 6月 17日星期四 167。 54 電力系統(tǒng)潮流控制 二 、 靜止同步補(bǔ)償器 (STATCOM) ? STATCOM又稱(chēng)為靜止無(wú)功發(fā)生器 。 ? 變流器相當(dāng)于電壓源型逆變器 。 ? 變流器交流側(cè)可輸出對(duì)稱(chēng)的三相電壓 ， 其大小與電容上電壓成正比 ， 相位決定于脈沖觸發(fā)時(shí)間 。 ? 變流器交流側(cè)的電流決定于交流母線的電壓和變壓器漏阻抗 。 ? ? ? ?TTSBB XRUUI j/ ??? ???? 靜止同步補(bǔ)償器只能發(fā)出或吸收無(wú)功功率 。 RIB?BI?BU?SU? XIB?j發(fā)出無(wú)功功率 SU?BU?BI?XIB?jRIB?吸收無(wú)功功率 SB UU ?? ?BI? V 1V D 1V 3V 5V 4 V 6V 2V D 3V D 5V D 4V D 6V D 2C變壓器母線SU?BU?變 流 器 － 49 2021年 6月 17日星期四 167。 54 電力系統(tǒng)潮流控制 ? 變流器交流側(cè)電壓越高 ， 輸出無(wú)功功率越大；變流器交流側(cè)電壓與交流母線電壓相同時(shí) ， 輸出無(wú)功功率為零；交流側(cè)電壓越小 ， 吸收的無(wú)功功率越大 。 ? 無(wú)論靜止同步補(bǔ)償器發(fā)出還是吸收無(wú)功功率 ， 一個(gè)周期內(nèi)都無(wú)需通過(guò)電容器進(jìn)行能量存儲(chǔ)和釋放 ， 電容器的主要任務(wù)是提供和穩(wěn)定直流電壓 ， 因此電容器所需容量很小 。 ? 靜止同步補(bǔ)償器存在諧波問(wèn)題 。 三 、 統(tǒng)一潮流控制器 (UPFC) 功能：可對(duì)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償；在線路上串入大小和相位都可控制的電壓 ， 可改變線路的潮流 。 22/BdBBB UmkU ????22/LdLLL UmkU ????? 兩個(gè)變流器在直流側(cè)并聯(lián) ， 并聯(lián)變流器不但可通過(guò)變壓器 TB吸收或發(fā)出無(wú)功功率 ， 還可吸收或送出一定的有功功率 。 － 50 2021年 6月 17日星期四 167。 54 電力系統(tǒng)潮流控制 BI?V 1V D 1V 3V 5V 4 V 6V 2V D 3V D 5V D 4V D 6V D 2C變壓器母線BU? 并 聯(lián) 變 流 器V 1V D 1V 3V 5V 4 V 6V 2V D 3V D 4V D 6dU? 串 聯(lián) 變 流 器T LLU? LI?T B0ReRe ** ?????????????? LLBB IUIU ?