电力系统优化调整共74页
电力系统的智能优化与调节控制
电力系统的智能优化与调节控制
随着经济发展和社会进步，人们对电力的要求越来越高，而电力系统的智能优
化与调节控制正是满足这一需求的重要手段之一。
此篇文章将探讨电力系统的智能优化与调节控制的意义，方法和发展趋势。
一、智能优化与调节控制的意义
电力系统的智能优化与调节控制可有效提高电力系统的经济性和稳定性。
对于
发电企业来说，实施智能优化与调节控制意味着能够更加灵活地运营发电设备，调整发电策略，以实现更高的经济效益。
对于电力用户来说，智能优化和调节控制能够提高电力的供应可靠性和质量，降低电力成本。
二、智能优化与调节控制的方法
智能优化与调节控制的方法主要包括控制理论，最优控制算法和智能仿真等技术。
其中，控制理论是智能优化控制的基础。
最优控制算法可以根据最优控制原理，结合实际情况，制定出最优的调节方案。
智能仿真则能够帮助运营人员更好地理解电力系统的运行情况，提出更加有效的调控措施。
三、智能优化与调节控制的发展趋势
随着智能科技和物联网等技术的发展，未来电力系统的智能优化与调节控制也
会得到进一步加强。
一些新的技术和方法也将应用到电力系统中，例如机器学习、深度学习、大数据等技术，这些将有望提高电力系统的智能水平，提高电力的供应可靠性和质量。
同时，智能优化与调节控制将从以往的传统控制向分布式智能控制和集中式智能优化控制方向发展。
综上，电力系统的智能优化与调节控制是满足人们对电力要求的重要手段，有
效提高电力系统的经济性和稳定性。
未来，随着智能技术等的发展，电力系统的智能优化与调节控制将迎来更为广泛的应用和发展。
电力调控运行系统的优化方法
电力调控运行系统的优化方法电力调控运行系统的优化方法是为了提高电力系统的稳定性和可靠性，减少能源的浪费，降低能源消耗，实现电力的高效利用。
可以通过优化电力系统的负荷曲线，提高负荷的平衡性。
通过对电力调控运行系统中的负荷进行分析和预测，确定负荷的峰谷和波动规律，合理安排负荷的启停和调整，有效平衡电力系统的供需情况，降低系统的负荷波动，提高系统的响应速度。
可以通过优化电力系统的发电机组配置，实现发电成本的最小化。
通过对电力系统的发电机组进行分析和评估，确定合理的发电机组配置方案，考虑发电机组的装机容量、性能指标、燃料成本等因素，优化发电机组的调度策略，降低发电成本，提高电力系统的经济效益。
可以通过优化电力系统的输电线路参数，提高输电效率。
通过对电力系统的输电线路进行分析和评估，确定合理的输电线路参数，包括线路长度、输电损耗、线路电阻等因素，优化输电线路的布局和配置，降低输电损耗，提高输电效率，减少能源的浪费。
可以通过采用智能化技术和控制策略，优化电力调控运行系统的运行管理。
通过引入先进的智能化设备和技术，如传感器、监测系统、数据采集与分析技术等，实时监测和分析电力系统的各项参数和运行情况，实现对电力调控运行系统的远程控制和智能化管理，提高系统的自动化水平和运行效率。
可以通过优化电力调控运行系统的运营模式，提高系统的灵活性和适应性。
通过引入灵活的运营模式和机制，如电力市场化交易、多能互补发电、灵活电价等，实现对电力调控运行系统的灵活调度和运营管理，提高系统的应对能力和适应性。
电力调控运行系统的优化方法包括优化负荷曲线、优化发电机组配置、优化输电线路参数、采用智能化技术和控制策略以及优化运营模式等，通过实现电力系统的平衡、经济、高效和灵活运行，提高电力系统的稳定性和可靠性，减少能源的浪费，降低能源消耗，实现电力的高效利用。
电力系统中的电能质量改善与优化
电力系统中的电能质量改善与优化随着电力需求的不断增长和工业化进程的推进，电力系统中的电能质量成为一个重要的议题。
电能质量指的是电力系统提供的电能能够满足电器设备正常运行的要求，不会产生干扰和影响到电力系统的稳定运行。
因此，电力系统中的电能质量改善与优化成为了保证电力供应可靠和提高电力利用效率的关键。
在电力系统中，电能质量问题主要体现为三个方面：电压波动、频率变化和谐波污染。
电压波动是指电网中的额定电压出现较大幅度的瞬时变化，如电压暂降和电压瞬降等。
频率变化则是指电网中的电压频率发生波动，这可能会导致电器设备性能下降。
谐波污染是指电网中存在非正弦电压或电流，导致谐波振荡和额外的能量损耗。
为了改善和优化电能质量，电力系统需要采取一系列的技术和措施。
首先，电力系统需要具备稳定的电源。
这包括建设和维护高效的发电设施以及电网的合理规划和设计。
稳定的电源能够保证电压和频率的稳定性，从而提供良好的电能质量。
其次，电力系统需要进行电能质量监测和管理。
监测是指对电能质量进行实时监测和记录，以便及时发现和解决问题。
管理是指对电能质量问题进行综合管理和改善。
这包括制定相关的标准和政策、完善监测设备和技术、加强对电力从业人员的培训和技能提升等。
只有通过有效的监测和管理，才能及时发现和解决电能质量问题，提高电力系统的可靠性和效率。
此外，电力系统还需要采用适当的技术手段来解决电能质量问题。
例如，电力系统可以通过装置电能质量调节器来降低电压波动和频率变化。
电能质量调节器可以通过调节电源的输出电压和频率，控制其在一定范围内的稳定性。
另外，电力系统还可以使用谐波滤波器来消除谐波污染。
谐波滤波器可以有效地滤除谐波成分，保证电网中的电压和电流是纯正弦波。
除了技术手段，电力系统中的电能质量改善还需要加强用户教育和宣传。
用户在使用电器设备时应该注意合理使用和维护设备，避免负载过大或过小，以免对电力系统产生干扰和影响。
同时，用户还应该了解和遵守相关的电能质量标准和规定，如安全用电、合理用电等。
电力调控运行系统的优化方法
电力调控运行系统的优化方法电力调控运行系统是电力系统中一个非常重要的组织，负责监视和控制电力系统的运行情况，以确保电力系统的稳定运行。
为了提高电力调控运行系统的效率和可靠性，以下是一些优化方法：1. 自动化控制：引入先进的自动化控制技术，通过自动化系统实时监测和控制电力系统中的关键参数，减少人为干预的机会，提高系统的整体运行效率。
2. 数据分析与预测：利用大数据和人工智能等技术，对电力系统中的关键数据进行分析和预测，提前发现潜在问题并做出相应的调整，以提高系统的可靠性和响应速度。
3. 优化调度算法：通过优化调度算法，合理地调度电力系统中各个节点的电力供需平衡，最大程度地降低系统运行成本，同时保障系统的安全性和稳定性。
4. 排队论分析：运用排队论的原理，对电力系统中的各个调控环节进行模拟和分析，找出瓶颈和短板，进而对系统进行优化和改进。
5. 仿真模拟：利用仿真模拟技术，对电力调控运行系统进行全面的仿真和模拟，找出系统中的缺陷和问题，并提出相应的改进策略，以提高系统的效率和可靠性。
6. 健康诊断与维护：建立电力调控运行系统的健康诊断与维护机制，定期对系统进行巡检和维护，及时发现并处理系统中的故障和隐患，保障系统的正常运行。
7. 多样化的供电源：引入多样化的供电源，如风电、太阳能、地热能等清洁能源，降低对传统燃煤等能源的依赖性，提高供能的稳定性和可靠性。
8. 调度员培训与技术更新：提供定期的调度员培训，使其掌握最新的调控技术和系统操作技能，提高调度员的工作效率和决策能力。
电力调控运行系统的优化方法涉及到技术、管理和人员等多个方面，通过引入先进的技术手段和管理策略，不断提高系统的运行效率和可靠性，保障电力系统的稳定运行。
第四章 电力系统运行状况的优化和调整1
有调速器时发电机的有功功率——频率静态特性 频率静态特性 有调速器时发电机的有功功率 频率一次调整特性：由调速器实现， 频率一次调整特性：由调速器实现，是有差调节
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•调频器的工作原理及调频特性 调频器的工作原理及调频特性
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有调频器时发电机的有功功率——频率静态特性 频率静态特性 有调频器时发电机的有功功率 频率二次调整：由调频器实现， 频率二次调整：由调频器实现，是无差调节
2 3
a 0 + a1 + a 2 + a 3 + L = 1
当频率偏离额定值不大时， 当频率偏离额定值不大时，负荷 有功－ 有功－频率静态特性可用一条近 似直线来表示。（简化表达） 似直线来表示。（简化表达） 。（简化表达 右图反映了负荷的频率调节 右图反映了负荷的频率调节 效应，表示负荷随频率变化。 效应，表示负荷随频率变化。
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频率二次调整图
23
备用容量的分类 按作用分： 按作用分： (1)负荷备用：满足负荷波动、 (1)负荷备用：满足负荷波动、计划外 负荷备用 的负荷增量2%~5% 的负荷增量2%~5% (2)事故备用：发电机因故退出运行而 (2)事故备用： 事故备用 预留的容量5%~10% 预留的容量5%~10% (3)检修备用：发电机计划检修4%~5% (3)检修备用：发电机计划检修4%~5% 检修备用 (4)国民经济备用： (4)国民经济备用：满足工农业超计划 国民经济备用 增长3%~5% 增长3%~5%
t 10
不同的周期的负荷有不同的变化规律： 不同的周期的负荷有不同的变化规律：
1.
第一种变动幅度很小，周期又很短， 第一种变动幅度很小，周期又很短，这种 负荷变动有很大的偶然性； 负荷变动有很大的偶然性； 第二种变动幅度较大，周期也较长， 第二种变动幅度较大，周期也较长，属于 这种负荷的主要有：电炉、压延机械、 这种负荷的主要有：电炉、压延机械、电 气机车等带有冲击性的负荷变动； 气机车等带有冲击性的负荷变动； 第三种变动基本上可以预计， 第三种变动基本上可以预计，其变动幅度 最大，周期也最长，是由于生产、生活、 最大，周期也最长，是由于生产、生活、 气象等变化引起的负荷变动。 气象等变化引起的负荷变动。
4电力系统优化调整全解
中枢点（如节点i）电压范围的确定
Ui＝用户端电压U＋用户到中枢点的电压损失△U Uimin＜Ui＜Uimax 可通过调整中枢点的电压水平来保证负荷点的电压质量 如果要同时满足多个负荷点对电压质量的要求，中枢点 的电压允许变化范围将很小甚至可能无法满足要求
例：
电力系统的调压措施
1。改变发电机端电压调压
2.
3. 4.
调频的必要性
电力系统负荷的频率静态特性
接入电力系统中的用电设备从系统中取用的有功 功率的多少与用户的生产状态有关，与接入点的 系统电压有关，还与系统的频率有关。电力系统 中用电设备的有功功率负荷与频率的关系可以归 纳为以下几点： 与频率无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、 整流器负荷等。 与频率的一次方成正比的负荷，如球磨机、切割 机床、压缩机、卷扬机、往复式水泵等。 与频率的二次方成正比的负荷，如变压器的涡流 损耗。 与频率的三次方成正比的负荷，如通风机、静水 头阻力不大的循环水泵等。 与频率的高次方成正比的负荷，如静水头阻力很 大的给水泵。
电力系统的电压偏移
用电设备在额定电压下运行性能最好，系 统的电压波动会使设备的性能受到影响。 由于系统中节点很多，网络复杂，负荷分 配不均，电力系统中允许一定范围的电压 偏移
35KV及以上电压供电的负荷电压偏移为±5% 10KV及以下电压供电的负荷电压偏移为±7% 低压照明负荷为＋5％～－10％ 农村电网为＋7.5%～－10％
对于异步电机如图4－2；对于电力系统的 综合无功负荷有图4－3关系：
2。变压器无功功率损耗
励磁损耗（由空载电流百分数I0%求）
I 0 %S N BT 2 100 UN
电抗损耗（由短路电压百分数Uk %求）
2 U % U 2 2 k N XT I I 100S N
电力系统优化调整全解
2023电力系统优化调整全解CATALOGUE目录•电力系统基础知识•电力系统优化方法•电力系统调整策略•电力系统优化调整软件与应用•电力系统优化调整的未来发展01电力系统基础知识1电力系统的组成23包括各种发电厂，如火电、水电、核电等，是电力系统的核心。
电源由变压器、输电线路、配电线路等组成，负责电能的传输和分配。
输配电网络包括各种企业和家庭等电力用户，是电能的主要消耗者。
负荷中心03备用运行方式为应对突发事件或计划外的用电需求增长，电力系统需保持一定的备用容量，以确保系统的稳定和可靠。
电力系统的运行方式01正常运行方式按照系统设计要求，正常运行时电力系统的电源出力、网络输配电等均处于平衡状态。
02紧急运行方式当电力系统出现故障或异常情况时，为保障系统安全，需要采取紧急措施，如限制负荷、调整发电出力等。
指电力系统中所有用户消耗的总电量，根据负荷的特性和变化情况，电力系统需要进行优化调整以满足需求。
电力系统的负荷根据负荷的变化和系统的需要，发电厂需实时调整发电机组的出力，以确保电力系统的稳定和平衡。
发电厂的出力电力系统的负荷与发电02电力系统优化方法线性规划（LP）通过线性约束和线性目标函数来求解优化问题。
可用于电力系统中的无功功率控制、潮流优化等。
单纯形法通过不断迭代寻找最优解，适用于求解线性规划问题。
具有简单、易于理解和实现的优势。
线性优化方法非线性规划（NLP）考虑目标函数和约束条件均为非线性函数的情况。
在电力系统中的应用包括电压稳定分析、短路电流优化等。
梯度下降法利用目标函数的梯度信息来寻找最优解。
适用于处理非线性优化问题，但可能陷入局部最小值。
非线性优化方法混合优化方法混合整数规划（MIP）结合了线性规划和整数规划的思想，用于处理同时包含连续变量和整数变量的优化问题。
在电力系统中可应用于求解负荷分配、机组组合等问题。
混合整数非线性规划（MINLP）将非线性规划和整数规划结合，用于处理同时包含非线性函数和整数变量的优化问题。
电力系统优化调整
对于异步电机如图4－2；对于电力系统的 综合无功负荷有图4－3关系：
2。变压器无功功率损耗
励磁损耗（由空载电流百分数I0%求）
I 0 %S N BT 2 100 UN
电抗损耗（由短路电压百分数Uk %求）
2 U % U 2 2 k N XT I I 100S N
3。电力线路的无功功率损耗
3。静电电容器
只能向系统供给无功功率，即只能作为无功电源 不足之处：其供给无功与其端电压的平方成正比， 故当节点电压下降时，电容器供给系统的无功功率 反而减小，导致系统电压水平继续下降。
Qc U / X c
2
4。静止补偿器（简称SVC）
由电容器组和电抗器组并联组成。容性的电容 器发出无功来补偿系统中的感性无功损耗，感 性的电抗器来吸收系统中的容性充电无功，从 而可同时作为系统的一种动态无功电源和无功 负荷。可利用晶闸管等电力电子元件所组成的 电子开关来分别控制电容器组和电抗器组的快 速投切。 不足：由于使用电力电子开关投切电抗器和电 容器，会使电力系统产生一些附加的高次谐波。
额定功率因素为cosφN，额定无功功率为
2。同步调相机
是专门用来生产无功功率的一种同步电机。过 励磁时可发出感性无功功率，欠励磁时会吸收 感性无功功率。通过改变它的励磁，可平滑地 调节无功功率的大小和方向。一般装设自动励 磁调节装置自动地根据系统电压进行调节。 由于调相机属于转动设备，会产生较大的有功 功率损耗，目前使用逐渐减少。
第一节 电力系统无功功率的平衡和电压调整
令
由于一般高压输电线路中R<<X，因而可认为线路中的 电压降主要决定于线路上传输的无功功率。无功功率 会朝电压低的母线一侧流动，电网中某点的无功不足 时，该点的电压必将降低；反之，无功过剩时电压将 升高。要保证系统的电压水平，系统中应该有充足的 无功电源以维持无功功率的平衡。