最新区域性电网实时经济调度幻灯片

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1、区域性电网实时经济调度区域性电网实时经济调度 引 言n电力工业既是重要的能源生产部门，同时又是耗能大户，电力系统在发、供、用电过程中，其自身电能损耗是相当大的。n根据有关资料的估算：从发电、供电、用电全过程中-广义电力系统中的各种电气设备全部总的电能损耗约占发电量的25%左右。n据今年上半年全国发电量12686.69亿千瓦时估计，今年全国发电量将达27000亿千瓦时左右，全国今年线损率为6.3%左右、线损电量1600亿千瓦时左右；全国广义电力系统电能损耗总量将高达30004000亿千瓦时,这相当于一个较大电力系统的发电量。计算机计算变压器经济运行曲线计算机计算变压器经济运行曲线变压器变压器实时

2、经济调度实时经济调度实现实现n调度自动化系统在远动主站，按各变电站变压器经调度自动化系统在远动主站，按各变电站变压器经济运行区间进行编程，在调度值班室调度工作站显济运行区间进行编程，在调度值班室调度工作站显示各站变压器运行情况及实际损耗曲线，示各站变压器运行情况及实际损耗曲线，n当某个变电站的变压器达到经济运行区间拐点时，当某个变电站的变压器达到经济运行区间拐点时，调度工作站将发出信号，提示值班调度员进行该站调度工作站将发出信号，提示值班调度员进行该站变压器解并列操作；或自动化主站自动进行该站变变压器解并列操作；或自动化主站自动进行该站变压器解并列操作。压器解并列操作。安丘电网35kV景芝站两

3、台主变经济运行的实例n2002年景芝站年平均负荷 3800千伏安，最低负荷2500千伏安，最高负荷4500千伏安。n原运行方式原运行方式：1#主变S7-5000千伏安单独运行，满载后并上2#主变SFZ7-8000千伏安运行。n现运行方式现运行方式：正常为2#主变运行，当负荷超过4622千伏安后，1#、2#主变并列运行。n年节电145400千瓦时。例例 安丘电网按损耗和负荷的关系曲线经济运行节电结果如下表 二、二、合理确定环网的运行方式及合理确定环网的运行方式及双电源用户的运行方式双电源用户的运行方式 n环形电力网是合环还是开环运行，以及在哪一点开环运行；双电源用户用哪一电源点供电。都是与电力网

4、的安全、可靠和经济性有关的调度运行方式问题，也是经济调度的重要课题。n从增强供电的可靠性和提高供电的经济性出发，应当采用合环方式运行，但是合环会导致继电保护配合上的复杂化和运行设备短路容量的限制。所以大部分的电网（特别是区域性电网特别是区域性电网）均采用开环运行的均采用开环运行的。线路经济运行方式线路经济运行方式考虑的基本原则考虑的基本原则n从降低线损的观点来考虑，在均一网络中同一电压等级的环网，功功率率分分布布与与各各段段电电阻阻成成反反比比,即即功功率率经经济济分分布布，这时合环运行即可取得很好的降损效果。n如果必须采用开环方式运行，可通过在线或离线潮流计算，找到有功功率分点，从分点进行开

5、环运行。n在非均一程度较大的网络中,即电缆和架空线路构成的环网、截面相差太大的线路或通过变压器构成的环网等，功功率率按按阻阻抗抗成成反反比比分分布布,即即功功率率自自然然分分布布。这时通过在线或离线实际网损计算，选择最优解列点开环运行。n双电源用户根据电网实际接线，通过在线或离线潮流计算和实际网损计算选择电源点。例例 安丘电网35kV白芬子站计算实例 例例 35kV白芬子站计算公式n电网损耗在线计算公式：（一）、35kV白芬子站由110KV南埠站供电时开环网损耗：n有功损耗：P1=PL2+PB2+PL3+PL5+PB1+PL1n综合损耗：PZ1=PZL2+PZB2+PZL3+PZL5+PZB1

6、+PZL1n（二）、35kV白芬子站由110KV雹泉站供电时开环网损耗：n有功损耗：P2=PL2+PB2+PL3+PL4+PB1+PL1n综合损耗：PZ2=PZL2+PZB2+PZL3+PZL4+PZB1+PZL1n（三）、当P1P2（或PZ1PZ2）时，35KV白芬子站由110kV南埠站供电经济。反之，由110KV雹泉站供电经济。例例 35kV白芬子站计算结果n原运行方式：35kV白芬子站由110kV南埠站供电；35kV管公站由110kV雹泉站供电。因为白芬子站距南埠站要比距雹泉站近得多，多年来此方式一直被认为是经济运行方式。n通过对该环网潮流计算和实际网损计算，35kV白芬子站和35kV管

7、公站均由雹泉站供电，年节电30.4万千瓦时。n无功电压优化理论的广泛研究和无功电压优化元无功电压优化理论的广泛研究和无功电压优化元件大量应用，使无功电压管理水平大大提高。件大量应用，使无功电压管理水平大大提高。nSCADA系统（监控、数据采集系统）、系统（监控、数据采集系统）、MIS系统（管理信息系统）、系统（管理信息系统）、DMS系系统（配电网管理系统）、统（配电网管理系统）、EDC系统（经济调度控制系统）等系统（经济调度控制系统）等EMS系统（能量系统（能量管理系统）的大量应用，使电网调度运行管理水平发生了质的飞跃。管理系统）的大量应用，使电网调度运行管理水平发生了质的飞跃。n我们通过调度

8、自动化系统实时在线计算和离线计我们通过调度自动化系统实时在线计算和离线计算，从理论上解决了电网最优经济运行电压问题算，从理论上解决了电网最优经济运行电压问题和无功优化问题，为电网调度无功电压管理与优和无功优化问题，为电网调度无功电压管理与优化开辟了光明的前景化开辟了光明的前景。以前电网调度电压调整与无功管理情况以前电网调度电压调整与无功管理情况定性规定范围定性规定范围n无无功功调调整整：配配电电线线路路尽尽量量使使平平均均功功率率因因数数达达到到0.90以以上上，但但不不得得高高于于0.98；输输电电线线路路尽尽量量使使平平均均功功率率因因数数达达到到0.95以上以上；变电站主变平均功率因数达

9、到变电站主变平均功率因数达到0.95以上以上。n电电网网电电压压是是以以母母线线电电压压范范围围为为依依据据来来调调整整的的，也也就就是是说说给给了一个定性的电网电压允许偏差范围了一个定性的电网电压允许偏差范围。n一一般般发发电电厂厂220kV母母线线为为220kV-242kV，110kV母母线线为为110kV-120kV，35kV母母线线为为35kV-40kV，10kV母母线线为为10kV-11kV；n一一般般变变电电站站500kV、220kV、110kV、35kV、10kV母母线线分分 别别 为为 500kV-550kV、213.4kV-235.4kV、106.7kV-117.7kV、33

10、.95kV-38.5kV、10kV-10.7kV。以前实际电网调度运行工况以前实际电网调度运行工况n无无功功调调整整分分层层、分分区区就就地地平平衡衡达达不不到到，避避免免不不了了长长距离线路或多级变压器输送无功功率现象。距离线路或多级变压器输送无功功率现象。n各各级级电电压压在在允允许许偏偏差差范范围围内内基基本本达达到到，但但时时有有超超允允许偏差范围发生。许偏差范围发生。n电电网网高高峰峰负负荷荷时时的的电电压压值值一一般般都都比比电电网网低低谷谷负负荷荷时时的电压值低。的电压值低。n对某个区域性电网和电压等级在每段具体的时间内没有一个最优的运行电压值。区域性电网电压调整与无功功率区域性

11、电网电压调整与无功功率的优化的理论依据的优化的理论依据 n电网的可变损耗分：电网的可变损耗分：n线路损耗：线路损耗：PL=3I2LRL10-3=（PL/Ucos）2RL-(1)QL=3IL2XL10-3=（PL/Ucos）2XL-(2)n线路综合损耗：线路综合损耗：nPZL=3I2L（RL+KQXL）=（PL+QL）/U）2（RL+KQXL）=（PL/Ucos）2（RL+KQXL）-(3)电网无功电压管理与优化的理论依据电网无功电压管理与优化的理论依据n变压器负载损耗：变压器负载损耗：Pk=（PB/Ucos）2RB=（Sb/Se）2（Ue1/U1）2Pk-(4)Qk=（PB/Ucos）2XB=

12、（Sb/Se）2（Ue1/U1）2Qk-(5)n变压器负载综合损耗：变压器负载综合损耗：PZB=（PB/Ucos）2（RB+KQXB）=（Sb/Se）2（Ue1/U1）2（Pk+KQQk）-(6)电网无功电压管理与优化的理论依据电网无功电压管理与优化的理论依据n电网的固定损耗为变压器空载损耗：电网的固定损耗为变压器空载损耗：P0=（U 1/Ue1）2 P0 -(7)Q0=（U 1/Ue1）2 Q0 -(8)n空载综合损耗：P0Z=P0+KQ Q0 =（U 1/Ue1）2（P0+KQ Q0）-(9)公式推导结论公式推导结论1由上述公式可以推导出无功补偿线损降低的百分数：由上述公式可以推导出无功补

13、偿线损降低的百分数：P%=1-（cos1/cos2）2100%n当功率因数从当功率因数从0.85补偿到补偿到0.95时时，则：，则：P%=1-（0.85/0.95）2100%=19.95%即：线损降低即：线损降低19.95%。结论：欠补时，无功补偿使功率因结论：欠补时，无功补偿使功率因数每增加数每增加0.1，线损降低约为，线损降低约为20%左右左右！公式推导结论公式推导结论2n由上述公式可以看出，当负荷不变时，由上述公式可以看出，当负荷不变时，线路的损耗线路的损耗和变压器负载损耗（可变损耗）与线路电压平方成和变压器负载损耗（可变损耗）与线路电压平方成反比，反比，即：即：P =Pe（U e/U）

14、2 n当电压偏移当电压偏移-10%-10%，则，则U=0.9 U e ，P=1.235 Pe 可变损耗增加可变损耗增加23.5%23.5%n当电压偏移当电压偏移+10%+10%，则则U=1.1 U e ，P=0.826 Pe 可变损耗减少可变损耗减少17.4%17.4%公式推导结论公式推导结论3n当当变变压压器器外外加加电电压压在在分分接接头头电电压压附附近近时时：变变压压器器空载损耗与外加电压平方成正比空载损耗与外加电压平方成正比-n变压器空载损耗的电压静态特性。变压器空载损耗的电压静态特性。即：即：P0=（U 1/Ue1）2 P0n当电压偏移当电压偏移-10%-10%，则，则U=0.9 U

15、 e ，P0 =0.81 P0 空载损耗减少空载损耗减少19%19%n当电压偏移当电压偏移+10%+10%，则则U=1.1 U e ，P0=1.21 P0 空载损耗增加空载损耗增加21%21%对对某某个个变变电电站站的的某某个个电电压压等等级级来来说说，经经济济运运行行的的最最佳佳电电压压运运行行点点应应通通过过以以下下公公式式确确定定，综综合合损损耗耗最最小小的的经经济运行电压：济运行电压：Uz=4 P2（Rdz+KQ Xdz）Ue210-3/cos2（P0+KQ Q0）n 公式推导结论公式推导结论4 变电站母线最佳经济运行电压推出变电站母线最佳经济运行电压推出 变电站母线实际负荷电压及经济

16、运行的最佳电压曲线图 经济运行电压调整与无功功率经济运行电压调整与无功功率优化的主要措施优化的主要措施n首首先先要要搞搞好好无无功功就就地地平平衡衡，无无功功补补偿偿的的理理想想状状态态是是各各级级电电压压线线路路上上没没有有无无功功电电流流流流动动，各各级级电电压压母母线线的的功功率率因因数数均均等等于于1.1.为为此此，应应本本着着自自下下而而上上，由由末末端端向向电电源源端端的的顺顺序序逐逐级级平平衡衡补偿。补偿。n在在做做到到无无功功功功率率平平衡衡的的前前提提下下，然然后后利利用用负负荷荷电电压压的的对对应应关关系分时段按负荷进行电压调整。系分时段按负荷进行电压调整。n一一般般35-

17、11035-110千千伏伏输输电电网网，负负载载损损耗耗约约占占总总损损耗耗的的80%80%左左右右，此此应提高运行电压。应提高运行电压。n一一般般6-106-10千千伏伏配配电电网网，变变压压器器空空载载损损耗耗约约占占配配电电网网总总损损耗耗的的40%-80%40%-80%。特特别别是是后后半半夜夜运运行行时时，因因负负荷荷低低，运运行行电电压压高高，造造成成空空载载损损耗耗比比例例更更大大。所所以以配配电电线线路路（特特别别是是农农网网）在在深深夜夜低低负负荷荷期期间间，在在用用户户对对电电压压偏偏移移要要求求的的允允许许范范围围内内，按按电电压压下限运行，可使损耗减少。下限运行，可使损

18、耗减少。经济运行电压调整与无功功率经济运行电压调整与无功功率优化的优化的实时调整实时调整n在在保保证证电电压压质质量量和和安安全全的的基基础础上上，通通过过调调度度自自动动化化系系统统实实时时在在线线计计算算和和离离线线计计算算，利利用用负负荷荷电电压压的的对对应应关关系系曲曲线线，调调度度工工作作站站将将实实时时发发出出各各个个变变电电站站电电容容投投退退信信号号和和母母线线电电压压高高低低信信号号，提提示示值值班班调调度度员员进进行行适适度度、合合理理地地调调整整发发电电机机端端电电压压和和变变压压器器分分接接头头、投投切切电电容容器器及及调调相相机机，或或自自动动化化主主站站自自动动进进

19、行行上述调整。上述调整。n使使电电网网运运行行电电压压达达到到最最优优经经济济运运行行电电压压，使使各各级级电电压线路上无功电流流动最小，从而达到降损节电效。压线路上无功电流流动最小，从而达到降损节电效。电网无功电压管理与优化的实例电网无功电压管理与优化的实例n原原北北郊郊站站，平平均均有有功功负负荷荷1300013000千千瓦瓦 ，平平均均无无功功负负荷荷50005000千千乏乏。经经过过理理论论计计算算，在在3535千千伏伏用用户户化化肥肥厂厂和和北北工工线线、一一化化线线、二二化化线线等等1010千千伏伏用用户户增增加加千千瓦瓦时时28002800千千乏乏，使使平平均均功功率率因因数数由

20、由0.9330.933提提高高到到0.9860.986。北北郊郊站站主主变变年年降降损损2.732.73万万千千瓦瓦时时，北北郊郊线线年年降降损损21.521.5万万千千瓦瓦时时，上上级级主主变变年年降降损损5.35.3万万千千瓦瓦时时，上上级级110110千千伏伏安安埠埠线线年年降降损损6.256.25万万千千瓦瓦时时，220220千千伏伏安安丘丘站站主主变变年年降降损损2.12.1万万千千瓦瓦时时-仅仅安丘电网年降损仅仅安丘电网年降损37.8837.88万千瓦时万千瓦时。n2.2.另另外外，通通过过调调节节南南埠埠站站和和北北郊郊站站主主变变分分接接头头，北北郊郊线线和和北北郊郊站站主变及

21、主变及1010千伏系统，年降损约千伏系统，年降损约5 5万千瓦时万千瓦时。n3.3.安丘电网年供电量约安丘电网年供电量约8 8亿千瓦时亿千瓦时，仅仅通过电网无功优化管理仅仅通过电网无功优化管理和经济运行电压调整，近几年平均节电和经济运行电压调整，近几年平均节电6060万千瓦时以上万千瓦时以上。四、四、负荷的控制与调整负荷的控制与调整n由由于于电电力力系系统统负负荷荷的的变变化化幅幅度度大大，这这不不仅仅需需要要比比较较大的发电设备和供电设备容量，而且也使线损增加。大的发电设备和供电设备容量，而且也使线损增加。n因因为为负负荷荷曲曲线线峰峰谷谷差差大大，使使负负荷荷曲曲线线形形状状系系数数K值值

22、也也大大，在在供供电电量量相相同同的的情情况况下下等等效效功功率率也也大大，从从而而线线损损也也大大。如如果果设设K=1时时的的线线损损为为100%，则则当当K=1.05时时线线损损增增加加10%；K=1.1时时线线损损增增加加21%；K=1.2时时线线损损增增加加44%。因因此此，搞搞好好调调整整负负荷荷工工作作是降损节能的重要环节之一。是降损节能的重要环节之一。调整和平衡电力负荷调整和平衡电力负荷的具体的具体措施措施n在调度管理工作中，通过电网调度自动化设备和配网自动化设备的遥测数据，就能准确地反映出电网的实际负荷情况。n根据负荷情况实行高峰让电、限电，有计划的安排中午、后夜填谷负荷，使负

23、荷峰谷差减小，负荷曲线变的平坦，从而使K值接近1。这样，不但有利于电力系统的调频、调压和经济运行，使设备得到充分利用，而且在其他条件相同的情况下，还可以降低电力网的线损。n平衡配电变压器三相负荷也是降低电力网线损的重要措施。由于单相负荷的变化，常常出现三相电流不平衡。在变压器中，有的相电流甚至超过额定电流，有的相则较小，这除了影响变压器的安全运行外，也增加了线损。五、五、结束语结束语 本文系统论述了电网实时经济调度的主要本文系统论述了电网实时经济调度的主要技术措施和主要调度方式，并应用电网经济运技术措施和主要调度方式，并应用电网经济运行行系统程序系统程序进行实例计算，内容有较强的实用进行实例计算，内容有较强的实用性。对从事电力工作人员特别是调度、设计、性。对从事电力工作人员特别是调度、设计、线损管理人员有很好的借鉴作用。线损管理人员有很好的借鉴作用。谢谢各位领导！谢谢各位领导！谢谢各位专家！谢谢各位专家！敬请提出宝贵意见敬请提出宝贵意见 潍坊安丘市供电公司 宋钦刚 2006年9月结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！36