【PPT】电力系统经济调度研究(精)

• 水电：运行特性灵活，良好的厂间水力补偿协调作用。 宜于担负调蜂、调频以及系统事故备用任务。 • 系统动能经济效益的提高在很大程度上取决于水电站 （群）运行工况的最优化；合理、充分的利用水库中 的水量进行发电，可以减少系统中火电厂的总燃料消 耗量。 • 混合电力系统运行最优规划可描述为：整个电力系统 由一定数量的火电厂和水电厂组成，其中含有 S 梯级 • 水电厂；水电站和火电厂共同承担规定的负荷；各水 电站计算期初、末时刻水库存水量确定；通过合理分 配负荷在各电站之间的分配，使得计算时期内电力系 统总耗煤量最小： • tT • G Bi ( Ni )dt min (1) t0 •
• 则上式可做如Leabharlann Baidu变换：
i
S F Qi Fi Z i' i ( ( F j Z j ) ' F j i 1
Fi ( H j )
i i tj
S

' ' Q V V tj j j j 1 1 i 1
i
i 1
S
Fi ( H j )
i S rj j
S

Q Q
1 1 i 1
i 1
Qrj (13)
Fi ( H j )
i
S
• Qtj 表示 j 水库天然（或区间）入库流量。由（13）可知， 在系统梯级各水电站当前时刻天然入库流量和系统负 荷已知的情况下，合理安排各电站的 Qrj ，满足系统的
• 由上述可知：
Qi Fi ( H i H j )
i 1 S '
i
Fi ( H j )
i
S

Qi Fi H Fi ( H j ) '
' i i 1
S
Fi ( H j )
i
S
(12)
•
j 令：
Fi Q F j ， rj
' j Q V 表示第 水库的蓄水量，即 rj j ，
• 取 Qi Qti分别表示梯级第座水电站的工作流量和天然入 库流量（或区间流量。则: Qi Qt1 ...Qti V1' ... Vi ' (6) N N • 由 N k.Q.H 可得： Q H . / k H / k 则：
Q
N i H i N i Z kbQi B B ( Pc N1 .... N i .... N s ) b b Vi NT Vi H i Vi Z Vi Fi
2．等相对增率原则
• 根据变分学中关于求多个未知函数极值的原理，在未 知函数连续且具有连续导数的条件下有如下尤拉方程 式： B d B 0 i 1......S (5) ' Vi dt Vi • 以下是对（5）式的推导求解过程。在此推导过程中， 为了说明方便，有如下假设： • a. 梯级水电站间均为间断式衔接； • b. 基于电力系统中长期调度，不考虑电站间水流流达 时间问题； • c. 基于电力系统中长期调度，各时段水头与流量互不 影响。
电力系统经济调度研究
报告人：张铭
• 第一部分 具有水、火电厂的电力系统经 济调度
• 1．电力系统经济运行特点
• 电力系统运行最基本的要求 :可靠性，电能质量标准, 经济性等。通常的电力系统运行最优保证供电可靠性 和满足电能质量标准要求的前提下，使经济指标达到 最优。 • 火电：不宜担负变动幅度较大的负荷，宜在基荷运行， • 否则会带来附加的能量损失。

• 把系统中所有火电厂等同于一虚拟的火电厂，其耗煤 率为规定负荷在所有火电厂之间最优分配而确定。因 此，上述目标函数可以改写为 ：
G B( NT )dt min
t0
tT
(2)
• 其中：在任何时刻要满足电力系统动力平衡条件：
N T N j Pc
S
(3)
• 对于水电站，任意时刻的出力取决于其水头和流量， 或决定与水库的存水量和工作流量：N N (V , Q) ， • 而工作流量决定于水库天然来水量和水库存水量的变 N N (t,V , dV / dt) ，表明某时刻水电站的出 化，因此， 力大小，可用该时刻水库存水量和此存水量对时间的
• 的导数确定。则，目标函数即为：
G B( NT )dt B( Pc N j )dt B(t,V1 ....VS ,V1' ....VS' )dt min
tT tt tT t0 to t0
s
• 水电站水库存水过程线一方面唯一决定了各水电站的 计算时期的出力过程，另一方面又唯一决定了整个电 力系统的运行方式和总耗煤量。因此，原求电力系统 经济调度问题，转换为求泛函的极小值问题。所求的 未知函数为系统中各水库存水过程线，相应于使计算 期内系统耗煤量最小的水库存水量过程线，称为最优 调度线。运行方式的最优准则为由于调度线组成的泛 函的极小。
• 从（8）式可知，梯级系统中电站蓄水量的变化会影响 本电站和其下游电站的出力；将（7）和（8）代入（5） 式即：
kbQi d [kb( H i ...H s )] 0 Fi dt (9)
• 整理可得：
b' b
Qi Fi ( H j ) '
i
S
Fi ( H j )
i
(7)
b 表示虚拟火电厂微增率，k 表示水电站能效系 • 其中， 数；
N i Qi N s Qs B B ( N1 ...N S ) b( ..... ) kb( H i ...H s ) ' ' ' ' N T Qi Vi Qs Vs Vi Vi (8)
S
i 1....... S
(10)
• 用 T 、 i 分别表示虚拟火电厂和 i 第座水电厂的相对 增率，则系统中个S 水电站最优调度线满足等相对增 率原则：
T 1 .... i .... S
(11)
• 对此微分方程组的积分求解，从原则上看，可以求得 系统中各水电站水库的最优调度过程，使得系统的耗 煤量最小。 • 但是，由于蕴含在此微分方程中的天然流量过程线； 水电站动力设备及其水库的动力特性；火电厂的经济 特性和电力系统负荷等，都难以用简单的解析式表示 出来，而且即使近似表示出来，那么得到的方程结构 也将十分复杂而无法求解。 • 因此，需要对此结果进行分析，推求易求解的等价方 程。