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电能管理系统的应用与优势

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:②电力系统频率变化会使电力设备发生损坏,造成重大的经济损失。③电力系统中电压过低会使电动机电流显著增大,导致绕组温度上升,加速绝缘老化。④电力系统中电压下降会使电动机转速下降,使其驱动的工业生产机械的转速发生变化,影响工业生产的产量和产品的质量。

电能管理系统的应用与优势

电能管理系统,主要包括自动发电控制(AGC)、发电计划(GS)、网络分析(NA)、调度员仿真模拟培训(DTS)等,其内容十分庞大而复杂。EMS的应用会更加合理地分配每座发电厂所承担的负荷,更加合理地调度系统潮流,降低生产每一度电所消耗的能源,降低电能输送、分配时的损耗,以实现用最少的一次能源(煤、油、水)消耗获得最多的可用电能。

据美国的研究报告,对于装机容量在10000~30000MW的大型电力系统而言,节约1%的发电成本就意味着每年增加1000万~3000万美元的经济效益。所以,加快电网调度自动化的发展,必将使供电企业取得更大的经济效益和社会效益。

(1)自动发电控制

自动发电控制的基本任务是通过控制电力系统内所有发电机输出的功率总和等于系统内所有用电设备在额定频率时所消耗的有功功率总和,实现系统频率在国家规定的50±0.2Hz范围内稳定运行(当采用自动化装置时,频率偏差不超过0.05~0.15Hz)。由于电力系统的负荷功率是随机变化的,所以系统频率也就时刻都在波动,需要及时调节输入机组原动力的有功功率。这就牵涉到开启哪些机组并入电力系统运行是最经济的组合、并网运行的机组发多少有功功率是最经济的负荷分配,还需要考虑机组效率、各发电机组的协调、电力系统网损等问题,目的是提高电力系统运行的经济性,用最少的一次能源消耗获得最多的可用电能。

频率变化对电力系统和电力用户的不良影响如下:

①电力系统频率下降使电厂锅炉汽轮机的出力随之下降,从而使发电机发出的有功功率下降,会在短时间内导致大面积停电或整个电力系统的瓦解,给国民经济造成无法估量的损失,造成社会混乱。

②电力系统频率变化会使电力设备发生损坏,造成重大的经济损失。

③电力系统频率的变化会引起异步发电机转速变化,使其驱动的工业生产机械的转速发生变化,影响工业生产企业(如纺织、造纸等企业)产品的质量,出现残次品和废品。

④电力系统频率波动会影响某些电子设备的性能和精度,频率过低时导致电子设备无法使用,这样就使工业行业和国防等重要部门无法正常工作。

(2)发电计划

发电计划主要包括如下内容:

①发电机组组合在满足系统负荷、备用容量、机组容量、最小启动时间和最小停机时间等约束条件下,考虑机组启动费用和发电费用特性,确定系统各区域的电厂、机组在次日规定时段的开停机计划,使一定时间周期内总费用为最低。

②交换计划:在满足区域交换功率约束条件下,降低系统总运行成本费用。(www.xing528.com)

③火电计划:在已知电力系统负荷预测、机组组合、交换计划结果的前提下,考虑火电机组的经济特性和运行限制,使周期内系统总发电费用最低。

(3)网络分析

网络分析是通过控制电力系统无功电源发出的无功功率等于电力系统负荷在额定电压下所消耗的无功功率,合理使用各种调压措施,使无功功率尽可能就地平衡,以减少远距离输送无功功率而产生的有功损耗,提高经济性;根据电力系统远距离输电的稳定性要求,控制枢纽点电压在规定水平,避免产生过电压。在检测出发电机、线路过负荷或电压越限时,系统控制调整在最低生产费用或最小网损的前提下,提出相应对策(如调节发电机出力、调节负荷、调节变压器分接头挡位、无功功率补偿),使电网回到安全状态。

电压变化对电力系统和用户的影响:

①电力系统中电压下降会使电动机转速下降、出力减少,严重时会导致“电压雪崩”,大量电动机自动切除,某些发电机组失步,从而导致系统解列或大面积停电,给国民经济造成无法估量的损失,造成社会混乱。

②电力系统中电压下降会使异步电动机的最大转矩下降,因而电动机拖动能力下降,造成带重载(如起重机、碎石机、磨煤机等)启动的电动机无法启动。

③电力系统中电压过低会使电动机电流显著增大,导致绕组温度上升,加速绝缘老化。某些情况下,会使电动机烧毁。

④电力系统中电压下降会使电动机转速下降,使其驱动的工业生产机械的转速发生变化,影响工业生产的产量和产品的质量。

⑤电力系统中电压变化会影响照明设备的发光率和亮度。电压过高将使所有电气设备的绝缘损坏,使变压器、电动机的铁芯饱和程度加深,铁芯损耗增大,温度升高,使用寿命缩短,还会使白炽灯的寿命大大缩短。

(4)调度员仿真模拟培训

调度员仿真模拟培训主要是用来训练调度员正常的运行操作和处理紧急事故的能力,强调的是模拟环境与电力系统实际调度环境的一致性和取得实时数据的方便性。

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