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电力系统中的有功功率平衡与备用容量优化

【摘要】:电力系统运行中,所有发电厂发出的有功功率的总和PG,在任何时刻都是同系统的总负荷PD相平衡的。PD包括用户的有功负荷PLD∑、厂用电有功负荷PS∑以及网络的有功损耗PL,即为保证安全和优质供电,电力系统的有功功率平衡必须在额定运行参数下确立,而且还应具备一定的备用容量。旋转备用容量的作用在于及时抵偿由于随机事件引起的功率缺额。全部的旋转备用容量都承担频率调整任务。

电力系统运行中,所有发电厂发出的有功功率的总和PG,在任何时刻都是同系统的总负荷PD相平衡的。PD包括用户的有功负荷PLD∑、厂用电有功负荷PS∑以及网络的有功损耗PL,即

为保证安全和优质供电,电力系统的有功功率平衡必须在额定运行参数下确立,而且还应具备一定的备用容量。

备用容量按其作用可分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用,按其存在形式可分为旋转备用(亦称热备用)和冷备用。

为满足一日中计划外的负荷增加和适应系统中的短时负荷波动而留有的备用称为负荷备用。负荷备用容量的大小应根据系统总负荷大小、运行经验以及系统中各类用户的比重来确定,一般为最大负荷的2%~5%。

当系统的发电机组由于偶然性事故退出运行时,为保证连续供电所需要的备用称为事故备用。事故备用容量的大小可根据系统中机组的台数、机组容量的大小、机组的故障率以及系统的可靠性指标等来确定,一般为最大负荷的5%~10%,但不应小于运转中最大一台机组的容量。

发电设备运转一段时间后必须进行检修。当系统中发电设备计划检修时,为保证对用户供电而留的备用称为检修备用。

为满足工农业生产的超计划增长对电力的需求而设置的备用称为国民经济备用。

从另一个角度来看,在任何时刻运转中的所有发电机组的最大可能出力之和都应大于该时刻的总负荷,这两者的差值就构成一种备用容量,通常称为旋转备用(或热备用)容量。旋转备用容量的作用在于及时抵偿由于随机事件引起的功率缺额。这些随机事件包括短时间的负荷波动、日负荷曲线的预测误差和发电机组因偶然性事故而退出运行等。因此,旋转备用中包含了负荷备用和事故备用。一般情况下,这两种备用容量可以通用,不必按两者之和来确定旋转备用容量,而将一部分事故备用处于停机状态。全部的旋转备用容量都承担频率调整任务。如果在高峰负荷期间,某台发电机组因事故退出运行,同时又遇负荷突然增加,为保证系统的安全运行,还可采取按频率自动减负荷或水轮发电机组低频自动启动等措施,以防止系统频率过分降低。

系统中处于停机状态,但可随时待命启动的发电设备可能发的最大功率称为备用容量。它作为检修备用、国民经济备用及一部分事故备用。

电力系统有适当的备用容量就为保证其安全、优质和经济运行准备了必要的条件。