【正文】 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 ??。 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 。 ? 靜止同步補(bǔ)償器存在諧波問(wèn)題 。 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 。 ? ? ? ?TTSBB XRUUI j/ ??? ???? 靜止同步補(bǔ)償器只能發(fā)出或吸收無(wú)功功率 。 ? 變流器交流側(cè)可輸出對(duì)稱的三相電壓 ， 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 。 54 電力系統(tǒng)潮流控制 二 、 靜止同步補(bǔ)償器 (STATCOM) ? STATCOM又稱為靜止無(wú)功發(fā)生器 。 ? 可控串補(bǔ)等值電抗很大時(shí) ， 電容器兩端電壓將很高 。 ? 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 。 － 47 2021年 6月 17日星期四 167。 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 。 － 46 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 。 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。 － 44 2021年 6月 17日星期四 167。 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 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 。 解 根據(jù)等微增率準(zhǔn)則和總負(fù)荷約束 ? ?G1G1G11 PPPF ??? ?G2G2G22 PP PF ??G2G1 PP ???2 0 0G2G1 ?? PP解得 ： PG1=(MW)， PG2=(MW) 顯然，第二臺(tái)發(fā)電機(jī)出力超出了其最大功率 因此取 PG2=90(MW)， PG1=110(MW) － 41 2021年 6月 17日星期四 167。 ? ?GiiiGiGii PcbPPF 2dd ??? ? 2GiiGiiiGii PcPbaPF ??? － 40 2021年 6月 17日星期四 167。 在非線性方程組中去掉相應(yīng)的方程式 ， 并在最后一個(gè)方程中 ， 對(duì)于超過(guò)限制的機(jī)組將發(fā)電機(jī)的功率用其相應(yīng)的限制值代入 ， 然后返回到第 3步 。 若所有機(jī)組都滿足 ， 則得出結(jié)果 ， 計(jì)算停止；否則 ， 進(jìn)行下一步計(jì)算 。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 (3)對(duì)于未超過(guò)約束條件的機(jī)組 ， 用牛頓迭代法求解 ， 得出等煤耗微增率下各機(jī)組的有功出力 。 (2)假定所有機(jī)組的出力都不超過(guò)約束條件 。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 ? 計(jì)算機(jī)算法： ? ? 32 GiiGiiGiiiGii PdPcPbaPF ????? ? 232ddGiiGiiiGiGii PdPcbP PF ???????????????????????????????0032032032212222222211111????LGgGGGggGgggGGGGPPPPPdPcbPdPcbPdPcb??? 若不考慮各機(jī)組出力限制 ， 機(jī)組間有功功率分配可用牛頓法求解 。1?39。1P 39。 ? 等微增率準(zhǔn)則：機(jī)組間有功功率經(jīng)濟(jì)分配的必要條件是各機(jī)組的煤耗微增率相等 。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 ? 應(yīng)用求條件極值的拉格朗日乘數(shù)法求解 。 一 、 火力發(fā)電廠之間的有功功率經(jīng)濟(jì)分配 1. 火力發(fā)電機(jī)組的燃料消耗特性 ? 耗量特性：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí) ， 火力發(fā)電機(jī)組在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的燃料與發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率之間的關(guān)系 。 負(fù)荷與電源功率的平衡也是約束條件 。 53 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化 ? 全系統(tǒng)運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)是優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)目標(biāo) 。 ? 配電線路最大負(fù)荷時(shí)的電壓損耗的限定： 110kV~10kV線路 5％ 380V線路 5% 220V線路 7％ ? 逆調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)的電壓比最小負(fù)荷時(shí)的電壓高的調(diào)壓 。 ? 在輸電系統(tǒng)中采取調(diào)壓措施來(lái)滿足各個(gè)變電所 10kV母線的電壓要求 。 7% 和 10%~5%。 － 35 2021年 6月 17日星期四 167。 (5)在變電所 10kV母線上安裝并聯(lián)電容器 ， 不但可有效地進(jìn)行電壓調(diào)整 ， 而且可降低損耗 。 (3)采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器可有效調(diào)整一個(gè)地區(qū)或一個(gè)母線電壓 。 ? 電壓調(diào)整的現(xiàn)象和規(guī)律： (1)線路和變壓器的電壓損耗與通過(guò)的無(wú)功功率有關(guān) ， 在最大負(fù)荷期間網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的電壓偏低而在最小負(fù)荷時(shí)偏高 。 ? 降壓變壓器采用固定分接頭置于 2檔 ， 變比為 (1+2 ) 220/11 ， 并聯(lián)電容器容量為 34Mvar。 負(fù)荷 發(fā)電機(jī)母線 電壓 (kV) 發(fā)電廠高壓母 線電壓 (kV) 變電所高壓母線電壓 (kV) 變電所低壓母線電壓 (kV) 網(wǎng)絡(luò)有功損耗 (MW) 最大負(fù)荷 11 最小負(fù)荷 10 － 34 2021年 6月 17日星期四 167。 負(fù)荷 發(fā)電機(jī)母線 電壓 (kV) 發(fā)電廠高壓母線電壓 (kV) 變電所高壓母線電壓 (kV) 變電所低壓母線電壓 (kV) 網(wǎng)絡(luò)有功損耗 (MW) 最大負(fù)荷 最小負(fù)荷 情況 4：改變發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行調(diào)壓 。 ? 帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器每檔的電壓為額定電壓的 %。 － 33 2021年 6月 17日星期四 167。 負(fù)荷 發(fā)電機(jī)母線 電壓 (kV) 發(fā)電廠高壓母線電壓 (kV) 變電所高壓母線電壓 (kV) 變電所低壓母線電壓 (kV) 網(wǎng)絡(luò)有功損 耗 (MW) 最大負(fù)荷 最小負(fù)荷 ? 高壓繞組固定分接頭接 2檔 ， 變壓器變比為 (1+2 ) 242， 高壓側(cè)空載電壓升高 5%， 且 希望 網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓都升高 5%。 － 32 2021年 6月 17日星期四 167。 ③ 最大負(fù)荷時(shí)發(fā)電廠 220kV母線電壓容許偏差為 0%~10%， 即在220~242kV范圍內(nèi) 。 7%；應(yīng)在 ~。 － 31 2021年 6月 17日星期四 167。 ? 實(shí)際電力系統(tǒng)中 ， 需要安裝大量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 。 ? 綜合負(fù)荷未經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償前的功率因數(shù)為 ~， 即無(wú)功功率約為其有功功率的 ~ 。 (1) 若 QGN QLN ， 則可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流 ， 改變發(fā)電機(jī)的端電壓 ， 使電壓偏移在允許的范圍內(nèi) 。 52 電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制 ? 單個(gè)發(fā)電機(jī)向綜合負(fù)荷供電 設(shè)綜合負(fù)荷額定電壓下的無(wú)功功率為 QLN。 2. 無(wú)功功率平衡 和有功功率與頻率調(diào)整之間的關(guān)系相似 ， 要使各用戶和各母線的電壓在容許的電壓偏移范圍內(nèi) ， 首先必須滿足系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 ，在此基礎(chǔ)上 ， 再采取適當(dāng)?shù)碾妷赫{(diào)整措施 。 7% 10kV用戶 177。 52 電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的調(diào)整和控制 各電壓等級(jí)用戶的容許電壓偏移 用戶電壓等級(jí) 容許電壓偏移 用戶電壓等級(jí) 容許電壓偏移 35kV以上用戶 177。 當(dāng)電力系統(tǒng)電壓偏離其額