電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性-電源規(guī)劃

1、 多類型新能源發(fā)電綜合消納的關(guān)鍵技術(shù)電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性電源規(guī)劃與電力電量平衡電源規(guī)劃與電力電量平衡華北電力大學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、電源結(jié)構(gòu) 二、 各類發(fā)電站的特性 三、 電力電量平衡華北電力大學(xué)一、電源結(jié)構(gòu)一、電源結(jié)構(gòu) 電源結(jié)構(gòu)就是指在電力系統(tǒng)中各種類型的電廠之間的發(fā)展比例。 電力系統(tǒng)電源電力系統(tǒng)電源凝汽式燃煤火電廠凝汽式燃煤火電廠熱電熱電廠廠水電水電廠廠常規(guī)電源常規(guī)電源新興電源新興電源抽水抽水蓄能水電站蓄能水電站地?zé)岬責(zé)岢毕娬境毕娬撅L(fēng)能風(fēng)能核能電站核能電站華北電力大學(xué)影響電源結(jié)構(gòu)的因素影響電源結(jié)構(gòu)的因素 受各地區(qū)動(dòng)力資源儲(chǔ)量及開發(fā)條件等制約。 電力系統(tǒng)中電、熱

2、負(fù)荷增長(zhǎng)速度和分布情況對(duì)各種資源的開發(fā)有很大影響。 各種電源本身的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響。 華北電力大學(xué)確定合理的電源結(jié)構(gòu)的原則和做法確定合理的電源結(jié)構(gòu)的原則和做法在確定電力系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該遵循我國電力建設(shè)的有關(guān)方針政策，在以煤炭為基礎(chǔ)的常規(guī)能源中，優(yōu)先發(fā)展水電，核電積極起步和建設(shè)的方針。大力發(fā)展可再生能源。電源規(guī)劃中，合理的選擇各類電源的做法：電源規(guī)劃中，合理的選擇各類電源的做法： 根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，確定各規(guī)劃水平年電力系統(tǒng)所需要的總裝機(jī)容量； 根據(jù)規(guī)劃區(qū)內(nèi)動(dòng)力資源情況和負(fù)荷分布情況、可能發(fā)展速度及增長(zhǎng)需要，選擇具備建主電廠條件的電廠廠址。 要優(yōu)先確定下那些具有防洪、灌溉、航運(yùn)等綜合利用的

3、水利樞紐用來發(fā)電的容量，對(duì)于現(xiàn)有的有條件擴(kuò)建的電廠，應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上確定其合理的擴(kuò)建規(guī)模；以及根據(jù)熱負(fù)荷情況確定的熱電廠的容量。華北電力大學(xué)合理確定各種電廠在系統(tǒng)工作中的地位合理確定各種電廠在系統(tǒng)工作中的地位由于各類電廠的工作特性不同，因而他們?cè)谌肇?fù)荷曲線上所承擔(dān)的任務(wù)也不同。我們將電源也對(duì)應(yīng)的分為三類即承擔(dān)基荷的電源、承擔(dān)腰荷的電源以及承擔(dān)峰荷的電源。 華北電力大學(xué)峰荷電源 腰荷電源（1）抽水蓄能水電 （6）不完全年調(diào)節(jié)水電（2）燃?xì)廨敊C(jī)組 （7）經(jīng)濟(jì)性較高的火電（3）日調(diào)節(jié)水電（4）多年調(diào)節(jié)水電（5）不經(jīng)濟(jì)火電（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（8）（9）（10）（1

4、1）P6121824t(h)0各類電源在負(fù)荷曲線中的各類電源在負(fù)荷曲線中的工作位置工作位置基荷電源（8）經(jīng)濟(jì)性較高的火電 （9）熱電廠（10）核能電廠 （11）徑流式水電華北電力大學(xué)二二 、各類發(fā)電站的特性、各類發(fā)電站的特性 按照發(fā)電站的工作狀況，可以分為：基荷發(fā)電站：核電站、大型凝汽式電站、徑流式水電站等；腰荷發(fā)電站：中型凝汽式電站，部分水電站；峰荷發(fā)電站：水電站、抽水蓄能電站、小型凝汽式電站、燃汽輪機(jī)電站等。華北電力大學(xué)1 1、火電站、火電站火電站火電站背壓式機(jī)組背壓式機(jī)組抽壓式機(jī)組抽壓式機(jī)組凝氣式火電站凝氣式火電站（燃煤式火電站）（燃煤式火電站）供熱式火電站供熱式火電站（熱電站）（熱電站

5、）出力穩(wěn)定、最小出力限制40-80%啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)，出力調(diào)節(jié)慢跟蹤速率1%-5%。額定容量是經(jīng)濟(jì)性好。盡可能承擔(dān)穩(wěn)定負(fù)荷，必要時(shí)可參與調(diào)峰，并可參與二次調(diào)頻。無熱負(fù)荷不發(fā)電，以熱定電；主要向電力用戶和工業(yè)企業(yè)低通低壓蒸汽與凝汽式相似，中間可抽氣1-2次，抽氣量可調(diào)，不供熱時(shí)與凝汽式運(yùn)行特性一致。華北電力大學(xué)2. 2. 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠 主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)、燃燒室、發(fā)電機(jī)燃料噴嘴射泵、各種換熱器和冷卻裝置。燃料與壓縮空氣在燃燒室內(nèi)混合、燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)饨?jīng)燃?xì)鈬娮熳兂筛嬖V氣流推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，做功后的燃?xì)饨?jīng)煙囪排入大氣。 設(shè)備簡(jiǎn)單、占地少、基建時(shí)間短、造價(jià)低；污染少，噪聲輕。

6、燃亮為液體或氣體，價(jià)格高，因此發(fā)電成本高，電價(jià)高。 在無外電源的情況下可迅速冷態(tài)啟動(dòng)，一般2-2-分鐘可滿載并網(wǎng)，因此廣泛用于承擔(dān)電網(wǎng)高峰負(fù)荷和做事故備用。華北電力大學(xué)3 3、常規(guī)水電廠、常規(guī)水電廠1）壩式（見圖3-1-5）壩后式水電站：廠房建在壩下游，不承受上游水壓，高壩劉家峽、豐滿河床式水電站：廠房成為擋水建筑的一部分，低壩獲取水頭富春江、葛洲壩圖3-1-5 壩式水電站(a)壩式水電站 (b)河床式水電站1抬高后的水位；2原河；3壩；4廠房水力發(fā)電是利用天然水流的水能來生產(chǎn)電能，其發(fā)電功率與河流的落差及流量有關(guān)。根據(jù)開發(fā)河段的水文、地形、地質(zhì)等自然條件，水電站可分為以下三類 u壩式水電站往

7、往形成較大的水庫，因而能進(jìn)行流量調(diào)節(jié)（徑流調(diào)節(jié)）。發(fā)電出力能比較好地符合電力系統(tǒng)的要求u當(dāng)不能形成徑流調(diào)節(jié)所需的較大水庫時(shí)，則只能按天然流量發(fā)電，稱為徑流式水電站。 華北電力大學(xué)圖3-1-6 引水式水電站(a)無壓引水式水電站 (b) 有壓引水式水電站1引水道；2原河；3能坡線；4廠房2）引水式（見圖3-1-6）無壓引水式水電站：沿岸修筑坡降平緩的明渠或無壓隧道來集中落差有壓引水式水電站：用有壓隧道或管道來集中落差引水式水電站不會(huì)形成水庫，多為徑流式水電站天生橋水電站位于廣西隆林各族自治縣原祥播鄉(xiāng)、椏杈鎮(zhèn)與貴州省安龍縣德臥鎮(zhèn)接壤處南盤江的雷公灘段峽谷上。華北電力大學(xué)圖3-1-7 混合式水電站1

8、壩；2引水道；3廠房；4能坡線大部分混合式水電站可以進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)。 河段ABC有落差HAC。BC段上不宜建壩，但落差HBC可以利用。獅子灘水電站位于重慶市長(zhǎng)壽區(qū)長(zhǎng)壽湖鎮(zhèn)。建在新中國第一條梯級(jí)開發(fā)的河流-龍溪河，是我國第一個(gè)五年計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。由蘇聯(lián)支援建設(shè)。電站興建于1954年,建成于1957年。第一臺(tái)機(jī)組于1956年10月1日并網(wǎng)發(fā)電,電站原裝有4臺(tái)單機(jī)容量為12MW的水輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)年均發(fā)電量為2.06億kWh。華北電力大學(xué)圖3-1-7 混合式水電站1壩；2引水道；3廠房；4能坡線通常建在落差過大或淹沒損失過多的河流，或技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合適集中開發(fā)時(shí)采用。獅子灘水電站位于重慶市長(zhǎng)壽區(qū)長(zhǎng)壽湖鎮(zhèn)

9、。建在新中國第一條梯級(jí)開發(fā)的河流-龍溪河，是我國第一個(gè)五年計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。由蘇聯(lián)支援建設(shè)。電站興建于1954年,建成于1957年。第一臺(tái)機(jī)組于1956年10月1日并網(wǎng)發(fā)電,電站原裝有4臺(tái)單機(jī)容量為12MW的水輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)年均發(fā)電量為2.06億kWh。華北電力大學(xué)水電站的運(yùn)行特性水電站的運(yùn)行特性水電站最突出的運(yùn)行特性是其出力和發(fā)電量隨天然徑流量的情況而變化。水電站有時(shí)還可能由于水頭太低，使水輪發(fā)電機(jī)達(dá)不到其額定出力。 水電站的另一特點(diǎn)是啟停機(jī)迅速方便。 水電站適合在電力系統(tǒng)擔(dān)任調(diào)峰和調(diào)頻任務(wù)。 水電站的運(yùn)行費(fèi)用幾乎與生產(chǎn)的電量無關(guān)。 華北電力大學(xué)水電站的容量水電站的容量裝機(jī)容量重復(fù)容量：水

10、電廠為了利用季節(jié)性電能，節(jié)省火點(diǎn)燃了二額外增加的裝機(jī)容量，這部分容量只在豐水期發(fā)電，其余時(shí)間不能利用。不參與電力平衡。預(yù)想出力：由于水文條件限制某一時(shí)段的最大出力。受阻容量：額定-預(yù)想出力保證出力：枯水期的平均出力。強(qiáng)迫出力：由于下游用水量必須的最小出力。華北電力大學(xué)水電廠的運(yùn)行方式水電廠的運(yùn)行方式盡可能充分利用水資源。有調(diào)節(jié)能力的水電廠枯水期調(diào)峰，豐水期防止棄水，基荷；無調(diào)節(jié)能力：基荷；日調(diào)節(jié)：峰荷和腰荷；年調(diào)節(jié)：峰、腰、基荷；多年調(diào)節(jié)：基本上全年在峰荷工作?？梢宰龆握{(diào)頻和負(fù)荷備用。工作容量計(jì)算：qMAXqshuptjshgPPPPKP)1 ()(華北電力大學(xué)4 4、抽水蓄能電站、抽水蓄能

11、電站- -填谷調(diào)峰填谷調(diào)峰按其運(yùn)行周期可以分為：u日抽水蓄能：以日為運(yùn)行周期；u周抽水蓄能：以周為運(yùn)行周期；u季抽水蓄能：將汛期多余水量抽蓄到上水庫里，供枯水期增加發(fā)電量。 01224( )150160170180190日抽水蓄能電站的工作情況華北電力大學(xué)抽水蓄能電站特性抽水蓄能電站特性唯一的填谷調(diào)峰電源唯一的填谷調(diào)峰電源 運(yùn)行靈活、可靠，主要用來調(diào)峰填谷（全停到滿載5min，抽滿8min） 擔(dān)任系統(tǒng)備用容量 擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)頻任務(wù) 擔(dān)任調(diào)相任務(wù) 使水電站更好地發(fā)揮綜合利用效益 循環(huán)效率：抽水到發(fā)電的循環(huán)中，能量利用率0.7-0.75華北電力大學(xué)5 5、核電站、核電站圖3-1-8 核電站的構(gòu)成1壓水

12、反應(yīng)堆；2堆芯；3控制棒傳動(dòng)裝置；4一次回路；5冷卻劑桌；6蒸汽發(fā)生器；7二次回路；8加壓器；9反應(yīng)堆安全殼；10高壓氣缸； 11低壓氣缸；12發(fā)電機(jī)；13脫水器；14冷卻水；15冷凝器；16冷凝水泵；17給水加熱器；18給水泵；19給水加熱器；華北電力大學(xué)核電站的運(yùn)行特性核電站的運(yùn)行特性 核電站的主要優(yōu)點(diǎn)是核燃料以少勝多 核電站需要連續(xù)地以額定功率運(yùn)行，在電力系統(tǒng)中總是分擔(dān)基荷。 可適度降低出力跟蹤負(fù)荷調(diào)整出力。 在有核電站的電力系統(tǒng)中需要設(shè)置較大的發(fā)電機(jī)組備用容量，并要求有抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰配合。 核電站在缺少能源且交通運(yùn)輸緊張的地區(qū)無疑具有廣闊的發(fā)展前景。 節(jié)能、環(huán)保；檢修時(shí)間長(zhǎng)，年需

13、停運(yùn)15天；檢修時(shí)間30-40天。周期18月。 華北電力大學(xué)6.6.風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)由風(fēng)能到機(jī)械能和由機(jī)械能到電能兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程的裝置，風(fēng)輪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從風(fēng)能到機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換，發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械能到電能的能量轉(zhuǎn)換過程。 華北電力大學(xué)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特性風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特性1、風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響：大規(guī)模風(fēng)電接入可能影響電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性暫態(tài)穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。短路電流和頻率穩(wěn)定性。短路電流可能超過附近原有變電站的遮斷容量。2、風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響：風(fēng)的隨機(jī)性和波動(dòng)性以及風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過程中受湍流、尾流和塔影效應(yīng)影響，產(chǎn)生電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變。變速風(fēng)

14、電機(jī)組帶來諧諧波波。3、風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響：風(fēng)電的間歇性和隨機(jī)性，且出力多具有反調(diào)節(jié)反調(diào)節(jié)特性特性，由于目前不能有效預(yù)測(cè)，需要留有更多備用容量備用容量。4、風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)輸電通道的影響：風(fēng)電的年利用小時(shí)數(shù)較常規(guī)電場(chǎng)少，大部分時(shí)間輸出功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定容量低于額定容量，按額定容量設(shè)計(jì)投資大投資大。華北電力大學(xué)電網(wǎng)接納風(fēng)電能力問題電網(wǎng)接納風(fēng)電能力問題1、主要調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓；調(diào)峰問題突出影響接納能力的因素： 電力系統(tǒng)的規(guī)模 負(fù)荷水平和負(fù)荷峰谷差； 非風(fēng)電電源的總量和構(gòu)成、調(diào)節(jié)特性和運(yùn)行備用。 風(fēng)電場(chǎng)自身特性，包括出力調(diào)節(jié)、出力概率、風(fēng)電場(chǎng)分布、 風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)測(cè)性和觀測(cè)性。2. 風(fēng)電場(chǎng)的可信度 一般小

15、與0.253. 風(fēng)電場(chǎng)電量效益：全額收購，參與電力平衡。 華北電力大學(xué)3.3.電力電量平衡電力電量平衡1.電力系統(tǒng)備用容量 任何時(shí)候發(fā)電都要與負(fù)荷平衡。系統(tǒng)裝機(jī)容量應(yīng)等于系統(tǒng)最大發(fā)電負(fù)荷?？紤]事故和負(fù)荷波動(dòng)，裝機(jī)容量必須大于最大發(fā)電負(fù)荷。 按照電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定備用容量可按照最大發(fā)電負(fù)荷的15-20%考慮。低值大系統(tǒng)，高值小系統(tǒng)。備用容量分為負(fù)荷備用負(fù)荷備用、事故備用事故備用和檢修備用檢修備用。 負(fù)荷備用負(fù)荷備用稱為調(diào)頻備用，用來調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)中短期負(fù)荷隨機(jī)波動(dòng)和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差而設(shè)定的。一般取2%-5%。低值大系統(tǒng)，高值小系統(tǒng)。事故備用事故備用是指發(fā)電機(jī)組發(fā)生強(qiáng)迫停運(yùn)時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，用來補(bǔ)

16、償系統(tǒng)發(fā)電容量缺額，避免發(fā)生頻率波動(dòng)和失去穩(wěn)定。一般取8-10%，低值大系統(tǒng)，高值小系統(tǒng)。不得小于系統(tǒng)最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)容量。檢修備用檢修備用是發(fā)電機(jī)組能夠進(jìn)行計(jì)劃?rùn)z修而設(shè)置的備用，它與系統(tǒng)年負(fù)荷曲線有關(guān)，與檢修策略有關(guān)等很多因素有關(guān)。大修和小修。低負(fù)荷曲線處。不低于5%。熱備用和冷備用： 負(fù)荷備用-熱備用；事故備用一半熱一半冷。檢修-冷。 負(fù)荷備用要分布合理。優(yōu)先考慮有調(diào)節(jié)能力的水電廠。 華北電力大學(xué)3.3.電力電量平衡電力電量平衡 事故備用在火電和水電之間分?jǐn)偂搅魇娇勺鳛樽约弘姀S的備用。水電廠做備用必須考慮水電廠的分布、庫容和送電線路能力。 負(fù)荷備用和檢修備用必須用發(fā)電可靠性計(jì)算得出。 備用

17、容量確定以后，就可以加上系統(tǒng)的最大負(fù)荷得到系統(tǒng)裝機(jī)容量。2.電力系統(tǒng)電力電量平衡 電源規(guī)劃中包括電力、電量和調(diào)峰。電源規(guī)劃必須先做的工作，可以從宏觀上把握裝機(jī)容量、系統(tǒng)備用率、發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)和調(diào)峰幅度等參數(shù)，進(jìn)而確定電源結(jié)構(gòu)。 枯水年：枯水年的電力平衡時(shí)系統(tǒng)裝機(jī)確定的依據(jù)。 平水年：平水年電量預(yù)測(cè)是系統(tǒng)燃煤電廠的發(fā)電量確定依據(jù)。電量平衡 豐水年： 調(diào)峰容量確定。線路過載核算。 特枯水年：裝機(jī)是否充足，電量平衡。電力平衡： )1 (max1PCNhhC:發(fā)電機(jī)裝機(jī)N:發(fā)電廠個(gè)數(shù)P：系統(tǒng)最大負(fù)荷系統(tǒng)備用率。華北電力大學(xué)3.3.電力電量平衡電力電量平衡 電量平衡電量平衡： 各發(fā)電廠發(fā)電量電量盈虧

18、燃煤電廠平均利用小時(shí)數(shù)ssMkfkNjsjdEEE11燃煤電廠非燃煤電廠 調(diào)峰平衡調(diào)峰平衡：ssMkfkNjsjMAXfgCCPP11最大峰谷差日旋轉(zhuǎn)備用率第二節(jié)電源規(guī)劃中的隨機(jī)生產(chǎn)模擬研究隨機(jī)生產(chǎn)模擬問題的原因電源規(guī)劃中的隨機(jī)生產(chǎn)模擬問題，是對(duì)方案中的運(yùn)行成本逐年進(jìn)行詳細(xì)優(yōu)化計(jì)算的問題.規(guī)劃期內(nèi)存在不確定因素：非計(jì)劃強(qiáng)迫停運(yùn)、未來電力負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)、水電廠來水.考慮這些因素影響的生產(chǎn)模擬就是隨機(jī)生產(chǎn)模擬.通過隨機(jī)生產(chǎn)模擬，可獲得方案中各機(jī)組的期望生產(chǎn)電能、生產(chǎn)費(fèi)用及電源可靠性指標(biāo)，為電源規(guī)劃的決策提供準(zhǔn)確的反饋信息. 等效持續(xù)負(fù)荷曲線等效持續(xù)負(fù)荷曲線 在隨機(jī)生產(chǎn)模擬技術(shù)的發(fā)展過程中，等效持續(xù)

19、負(fù)荷曲線（ELDC）將發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)停運(yùn)和隨機(jī)負(fù)荷模型巧妙的結(jié)合在一起，是隨機(jī)生產(chǎn)模擬中最重要的概念。 等效持續(xù)負(fù)荷曲線是從一般的負(fù)荷曲線中發(fā)展而來的。持續(xù)負(fù)荷曲線持續(xù)負(fù)荷曲線t=F(x)(x,t)tL=LOLP TEENSxAXmaxB 橫坐標(biāo)表示系統(tǒng)的負(fù)荷 縱坐標(biāo)表示持續(xù)時(shí)間 T為研究周期，根據(jù)具體情況可以是年、月、周等. 曲線上任何一點(diǎn)(x，t)表示系統(tǒng)負(fù)荷大于或等于x的持續(xù)時(shí)間為t.( )tF x( )( )/Pf xF xTm ax0()xtEFx d xmax0( )xXfx dx兩端除以兩端除以T T 兩端除以兩端除以T T 系統(tǒng)總電量系統(tǒng)總電量 系統(tǒng)負(fù)荷平均值系統(tǒng)負(fù)荷平均值 系

20、統(tǒng)負(fù)荷大于或等于系統(tǒng)負(fù)荷大于或等于x x的概率的概率持續(xù)負(fù)荷曲線持續(xù)負(fù)荷曲線 設(shè)系統(tǒng)在該期間投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘繛镃t，系統(tǒng)負(fù)荷大于發(fā)電機(jī)組總?cè)萘康某掷m(xù)時(shí)間為： 相應(yīng)的電力不足概率LOLP為： 在這種情況下，圖中陰影部分的負(fù)荷電量不能滿足要求，其面積就是電量不足期望值：LttF Ct=F(x)(x,t)tL=LOLP TEENSxAXmaxBLtLOLPtTf C maxmaxttxxCCEENSF x dxTf x dxCt和xmax的關(guān)系等效持續(xù)負(fù)荷曲線等效持續(xù)負(fù)荷曲線 考慮發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)故障因素 等效持續(xù)負(fù)荷曲線是把發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)故障影響當(dāng)成等效負(fù)荷對(duì)原始持續(xù)負(fù)荷曲線不斷修正的結(jié)果

21、。當(dāng)發(fā)電機(jī)組故障時(shí)，系統(tǒng)的等效負(fù)荷就要增大。x(0)1()fxC(0)( )fx(1)( )fx等效持續(xù)負(fù)荷曲線的形成等效持續(xù)負(fù)荷曲線的形成x(0)1()fx C(0)( )fx(1)( )fx 是原始持續(xù)負(fù)荷曲線，表示系統(tǒng)中所有機(jī)組應(yīng)承擔(dān)的負(fù)荷。 設(shè)第一臺(tái)發(fā)電機(jī)首先帶負(fù)荷，其容量為C1，強(qiáng)迫停運(yùn)率為q1 當(dāng)這臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，它和其他發(fā)電機(jī)組應(yīng)承擔(dān)的負(fù)荷由 來表示 當(dāng)發(fā)電機(jī)組1故障時(shí)， 表示的負(fù)荷應(yīng)由除去發(fā)電機(jī)組1以外的其他機(jī)組承擔(dān) 這就相當(dāng)于發(fā)電機(jī)組1和其他發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)了向右平移了C1的負(fù)荷曲線中的負(fù)荷 0fx 0fx 0fx01fxC 與 相比：最大負(fù)荷大了C1，負(fù)荷電量增加

22、了 ，正好等于發(fā)電機(jī)組1故障而少發(fā)的電量等效持續(xù)負(fù)荷曲線等效持續(xù)負(fù)荷曲線由于發(fā)電機(jī)組1的強(qiáng)迫停運(yùn)率為 ，正常運(yùn)行的概率為 ，所以考慮發(fā)電機(jī)組1的隨機(jī)停運(yùn)影響以后，系統(tǒng)的隨機(jī)負(fù)荷曲線應(yīng)由下式表示是發(fā)電機(jī)組1的隨機(jī)停運(yùn)與持續(xù)負(fù)荷曲線的卷積公式，其結(jié)果就是考慮該機(jī)組隨機(jī)停運(yùn)因素以后系統(tǒng)的等效持續(xù)負(fù)荷曲線。x(0)1()fxC(0)( )fx(1)( )fx 1fx1q111pq (1)(0)(0)111( )( )()fxp fxq fxCE 0fxLOLPEENSx( )( )nfx(0)( )fx1maxCx1Cminx0等效持續(xù)負(fù)荷曲線等效持續(xù)負(fù)荷曲線 對(duì)于第i臺(tái)發(fā)電機(jī)組，上述結(jié)論可推廣為 在

23、發(fā)電機(jī)組逐個(gè)卷積過程中，等效持續(xù)負(fù)荷曲線也在不斷變化，最大等效負(fù)荷在不斷增大。 設(shè)系統(tǒng)中共n臺(tái)發(fā)電機(jī)組，其容量為 。當(dāng)全部機(jī)組卷積運(yùn)算結(jié)束后，等效持續(xù)負(fù)荷曲線為 ，最大等效負(fù)荷 如圖。 ( )(1)(1)( )( )()iiiiiifxp fxq fxCtC( )( )nfxmaxtxC( )()ntLOLPfCmax( )( )ttxCnCEENSTfx dx系統(tǒng)電力不足概率系統(tǒng)電量不足期望值隨機(jī)生產(chǎn)模擬過程建立了等效持續(xù)負(fù)荷曲線概念以后，就可以進(jìn)一步研究隨機(jī)生產(chǎn)模擬的過程。隨機(jī)生產(chǎn)模擬需要的原始資料包括負(fù)荷資料和發(fā)電機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。負(fù)荷數(shù)據(jù)主要用來形成研究期間的原始持續(xù)負(fù)荷曲線及年最大

24、負(fù)荷曲線最大負(fù)荷曲線是指每月或每周的最大負(fù)荷按時(shí)間序列形成的曲線，它的用途是安排檢修計(jì)劃。發(fā)電機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù) 火電機(jī)組的數(shù)據(jù)通常包括： 發(fā)電機(jī)組的類型、容量； 發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)； 各發(fā)電機(jī)組的平均煤耗率； 燃料價(jià)格； 發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)率； 發(fā)電機(jī)組的最小輸出功率； 發(fā)電機(jī)組所需的檢修時(shí)間。 水電機(jī)組與火電機(jī)組有很大差別。 首先，水電機(jī)組的發(fā)電量是由水文條件和水庫調(diào)度決定的，因此在發(fā)電調(diào)度中水電機(jī)組的發(fā)電量是給定的已知量； 其次，由于水庫上下游水位變動(dòng)，水電機(jī)組的發(fā)電功率可能達(dá)不到銘牌容量。這種由水力條件決定的水電機(jī)組的實(shí)際發(fā)電能力稱為預(yù)想輸出功率。隨機(jī)生產(chǎn)模擬的步驟 為了簡(jiǎn)單起見，以下討論

25、假定電力系統(tǒng)只包含火電機(jī)組，且檢修計(jì)劃已知，因此參與運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組已全部確定。處理負(fù)荷資料，形成原始持續(xù)負(fù)荷曲線。確定發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷的優(yōu)先順序。按帶負(fù)荷順序安排發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，計(jì)算其發(fā)電量。修正等效負(fù)荷曲線。按照式LOLP和EENS公式計(jì)算系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。根據(jù)各發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量計(jì)算系統(tǒng)燃料消耗量并進(jìn)行發(fā)電成本分析。 例:已知某電力系統(tǒng)的日負(fù)荷曲線如圖4-4及表4-1所示。 該系統(tǒng)共有3臺(tái)發(fā)電機(jī)組參加運(yùn)行，其中前兩臺(tái)機(jī)組型號(hào)相同，容量為40MW，平均煤耗率為400g/kWh,強(qiáng)迫停運(yùn)率為0. 10。 第3臺(tái)發(fā)電機(jī)組容量為20MW，平均煤耗為450g/kWh,強(qiáng)迫停運(yùn)率為0. 20。 試對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行

26、隨機(jī)生產(chǎn)模擬。 首先，根據(jù)持續(xù)負(fù)荷曲線定義，求出該系統(tǒng)的原始持續(xù)負(fù)荷曲線f(0)(x) 系統(tǒng)的負(fù)荷電量由下式可以求出)MWh(14658122483123144163175184194208212233224dx)x(f820)0(Lv按照平均煤耗率應(yīng)首先讓兩臺(tái)40MW發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷，然后再讓20MW發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷。v現(xiàn)在我們來安排第一臺(tái)40MW發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，其發(fā)電量應(yīng)從f(0)(x)求得，即dx)x(fP400)0(11gv式中P1=0.90。積分代表圖4-5中f(0)(x)曲線下面的從x=0到x=40之間的面積。由表4-2可知)MWh(846)6212233224(9 . 01gv 然后按

27、下式)40 x(f1 . 0)x(f9 . 0)x(f)0()0()1( 對(duì)發(fā)電機(jī)1進(jìn)行卷積計(jì)算，求等效負(fù)荷持續(xù)曲線f(1)(x)。必須注意，表4-2中，f(0)(x)， f(0)(x-40)， f(1)(x)的值比實(shí)際值大24倍。 以下僅舉出圖中幾個(gè)點(diǎn)來說明建立f(1)(x)的過程: 當(dāng)x=40時(shí)， f(0)(x) =21/24 f(0)(x-40) = f(0)(0) = 24/24 故知f(1)(40)=0.921/24+0.1x24/24=21.3/24 當(dāng)x=80時(shí)， f(0)(x) =1/24 f(0)(x-40) = f(0)(40) = 21/24 故知 f(1)(80)=0.

28、91/24+0.1x21/24=3/24 當(dāng)x=100時(shí)， f(0)(x) =0.0 f(0)(x-40) = f(0)(60) = 16/24 故知f(1)(100)=0.90.0+0.1x16/24=16/24 在求得了f(1)(x)后，即可安排第二臺(tái)40MW發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，它的發(fā)電量應(yīng)為dx)x(fP8040)1(22g 式中P2=0.90。積分代表圖4-5中f(1)(x)曲線下面的從x=40到x=80之間的面積。 由表4-2可知)MWh(23.508)6321 . 446 . 932 .1331548 .1637 .1756 .1845 .1944 .2023 .21(9 . 02gv

29、對(duì)發(fā)電機(jī)組2的卷積運(yùn)算按下式進(jìn)行)40 x(f1 . 0)x(f9 . 0)x(f)1()1()2(v 其運(yùn)算過程及結(jié)果表示在表4 -3中。 由表4 -3可以看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)組2參與運(yùn)行之后，等效持續(xù)負(fù)荷曲線f(2)(x)的最大負(fù)荷已達(dá)162MW。v 在求得了f(2)(x)后，就可以安排第3臺(tái)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，它的發(fā)電量應(yīng)由下式?jīng)Q定dx)x(fP10080)2(33gv 式中式中P P3 3=0.80=0.80。由表。由表4-34-3知知)MWh(56.58)212. 3548. 3466. 3484. 3283. 4(8 . 03gv 為了出可靠性指標(biāo)，我們還需對(duì)20MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)行卷積計(jì)算)20

30、 x(f2 . 0)x(f8 . 0)x(f)2()2()3(v 在求得在求得f(3)(x)后，即可計(jì)算可靠性指標(biāo)。后，即可計(jì)算可靠性指標(biāo)。14425. 024/462. 3)100(fLOLP)3(dx)x(fENS182100)3(v 由表由表4-4有有)MWh(21.528002. 02004. 02016. 03024. 03028. 0404. 0.1688. 23976. 22462. 3ENSv 我們還可以由另一種方法求EENS。由于三臺(tái)發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的總和為)MWh(79.141256.5823.5088463g2g1ggv 而系統(tǒng)總負(fù)荷電量為1465MWh，故知)MWh(21

31、.5279.14121465ENSv 在求得各發(fā)電機(jī)組發(fā)電量以后，不難求得各機(jī)組的燃料消耗量，并進(jìn)一步進(jìn)行成本分析。v由本例可以看出，利用遞歸卷積計(jì)算公式進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬時(shí)計(jì)算量很大。v目前國內(nèi)外隨機(jī)生產(chǎn)模擬很少直接采用這種方法。v但是，這個(gè)方法引出的等效持續(xù)負(fù)荷曲線等效持續(xù)負(fù)荷曲線以及遞歸卷積運(yùn)算遞歸卷積運(yùn)算等都是隨機(jī)生產(chǎn)模擬的基本概念，其它算法都是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算方法簡(jiǎn)介隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算方法簡(jiǎn)介隨機(jī)生產(chǎn)模擬的計(jì)算方法： 傅里葉級(jí)數(shù)法，用50100項(xiàng)傅里葉級(jí)數(shù)描述持續(xù)負(fù)荷曲線，然后在傅里葉領(lǐng)域進(jìn)行卷積計(jì)算； 標(biāo)準(zhǔn)卷積法，將概率學(xué)中對(duì)隨機(jī)變量概率分布函數(shù)的卷積計(jì)算公式作

32、為算法的核心； 半不變量法，用隨機(jī)分布的數(shù)字特征半不變量來描述系統(tǒng)的持續(xù)負(fù)荷曲線和各發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)停運(yùn)； 等效電量函數(shù)法，先求出電力系統(tǒng)在不同負(fù)荷水平下的電量需求（形成電量函數(shù)），然后在考慮發(fā)電機(jī)組故障時(shí)直接修正各負(fù)荷水平所需的電量（即修正等效電量函數(shù)），完成隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算。第三節(jié)電源規(guī)劃中的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法 North China Electric Power University 電源規(guī)劃的任務(wù)電源規(guī)劃的任務(wù) 電源規(guī)劃的任務(wù)確定在何時(shí)、何地興建何種類型、何種規(guī)模的發(fā)電廠 在滿足負(fù)荷需求并達(dá)到各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的條件下，使規(guī)劃期內(nèi)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行且投資經(jīng)濟(jì)合理。 投資決策原則： North Ch

33、ina Electric Power University投資決策原則：經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法：數(shù)學(xué)優(yōu)化方法的難點(diǎn)數(shù)學(xué)優(yōu)化方法的難點(diǎn) 從數(shù)學(xué)上，電源規(guī)劃的一個(gè)方案是包含許多電廠或機(jī)組的有序組合，即排序問題 高維數(shù)：各種類型的發(fā)電機(jī)組，長(zhǎng)時(shí)間的電源過渡，涉及的決策變量多。 非線性：目標(biāo)函數(shù)（投資現(xiàn)值、年運(yùn)行費(fèi)用），約束條件（如可靠性約束）。 隨機(jī)性：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（負(fù)荷預(yù)測(cè)、燃料、設(shè)備價(jià)格、水電廠水文數(shù)據(jù)、貼現(xiàn)率） 因此，嚴(yán)格最優(yōu)解幾乎不可能得到 目前的都在數(shù)學(xué)的嚴(yán)格性和計(jì)算量中折中，采取了一些簡(jiǎn)化方法。電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法 混合整數(shù)規(guī)劃法 分解協(xié)調(diào)技術(shù) 動(dòng)態(tài)規(guī)劃法 模擬進(jìn)化方法混合整數(shù)

34、規(guī)劃法混合整數(shù)規(guī)劃法 由于電力系統(tǒng)中機(jī)組是一臺(tái)一臺(tái)安裝的，電廠特別是水電廠是一個(gè)一個(gè)建設(shè)的，將它們作為連續(xù)變量處理，會(huì)帶來一系列問題，最后規(guī)整處理又將降低結(jié)果的最優(yōu)性。 為解決矛盾，將一些變量設(shè)為整數(shù)，另一些變量設(shè)為連續(xù)變量。這種變量設(shè)置的數(shù)學(xué)模型稱為混合整數(shù)規(guī)劃。 模型中的整數(shù)變量只表示電廠或機(jī)組投入運(yùn)行或未投入運(yùn)行（0，1變量），或表示機(jī)組裝了幾臺(tái)或第幾次裝機(jī)。每次計(jì)算容量時(shí)，將每臺(tái)機(jī)組容量乘以此整數(shù)變量即得出裝機(jī)容量。分解協(xié)調(diào)技術(shù)分解協(xié)調(diào)技術(shù) 具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）將大系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)后，求解問題規(guī)模變小，提供工作效率和節(jié)省時(shí)間； （2）各子系統(tǒng)可以選用自己適合的模型，更符合實(shí)際情況

35、； （3）使進(jìn)行并行處理成為可能。 電源規(guī)劃模型一般分解為電源投資決策和生產(chǎn)優(yōu)化兩個(gè)子問題，可分別采用不同的優(yōu)化技術(shù) 由于兩個(gè)子問題不要求用相同的優(yōu)化算法，可利用它們的特點(diǎn)采用不同算法動(dòng)態(tài)規(guī)劃法動(dòng)態(tài)規(guī)劃法 運(yùn)籌學(xué)的重要分支，是解決多階段決策過程最優(yōu)化的一種方法 用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決電源規(guī)劃問題，一般方法如下： （1）階段。按時(shí)間、按投入運(yùn)行的新建電廠數(shù)目 （2）狀態(tài)。是系統(tǒng)原有和待建電廠的某種組合，對(duì)于某一階段Xi，狀態(tài)可表示為 0,1,2,ijXSjn （3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移和決策變量。 根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理，在某一階段i，若初始狀態(tài)為xi-1，也就是上一階段的一個(gè)狀態(tài)，經(jīng)過這一階段采取某種策略di后轉(zhuǎn)移到

36、本階段末的狀態(tài)xi，這種轉(zhuǎn)移可表示為 決策變量可能是本階段投入的新電廠或機(jī)組，這樣狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程可簡(jiǎn)單表示為1,iiixxd1iiixxd（4）目標(biāo)函數(shù)和遞推公式 電源規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)是使系統(tǒng)總支出最小，根據(jù)具體情況而定。費(fèi)用遞推公式如下：（5）約束條件110min,0iikiikk iFfx dFxF 從從i-1i-1階段狀態(tài)階段狀態(tài)xkxk轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到i i階段狀階段狀態(tài)態(tài)xixi所采用策略的新增機(jī)組有關(guān)所采用策略的新增機(jī)組有關(guān)費(fèi)用費(fèi)用從從i-1i-1階段狀態(tài)階段狀態(tài)xkxk至起點(diǎn)的最小費(fèi)至起點(diǎn)的最小費(fèi)用用模擬進(jìn)化方法 模擬進(jìn)化算法通過對(duì)生物進(jìn)化機(jī)制的模擬發(fā)展而來，運(yùn)算過程與生物進(jìn)化過程相仿，

37、其哲學(xué)基礎(chǔ)是達(dá)爾文”適者生存，優(yōu)勝劣汰“的自然選擇學(xué)說。 優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在： （1）與傳統(tǒng)的單點(diǎn)搜索策略不同，模擬進(jìn)化算法采用群體搜索策略，同時(shí)對(duì)多個(gè)解進(jìn)行評(píng)估。具備較好的全局搜索性能，避免陷入局部最優(yōu)。 （2）用適應(yīng)度函數(shù)來評(píng)價(jià)個(gè)體，不僅不受連續(xù)可微的限制，而且定義域可以任意設(shè)定，特別適于求解非連續(xù)變量的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題。 （3）采用的不是確定性的原則，而是概率變遷規(guī)則來指導(dǎo)它的搜索方向。 （4）可求出一組解，包括全局最優(yōu)和局部最優(yōu)，可讓規(guī)劃者自行選擇。基于遺傳算法的電源規(guī)劃模型基于遺傳算法的電源規(guī)劃模型 隨機(jī)確定待建電源的一組投入次序，經(jīng)染色體編碼后形成一個(gè)染色體，若干個(gè)體即可構(gòu)成遺傳算法的初始種群

38、； 綜合考慮現(xiàn)有電源資料、負(fù)荷資料及有關(guān)約束條件，對(duì)種群中各個(gè)體進(jìn)行運(yùn)行模擬計(jì)算，確定個(gè)體中各待建電源的投入年限和年運(yùn)行費(fèi)用； 考慮新建電源的投資及其他有關(guān)費(fèi)用，計(jì)算各個(gè)體在規(guī)劃期的總計(jì)算費(fèi)用，并計(jì)算各各個(gè)體的適應(yīng)度函數(shù)； 以個(gè)體總費(fèi)用或適應(yīng)度函數(shù)值作為判據(jù)，檢驗(yàn)迭代過程的收斂性?？傮w流程：基于遺傳算法的電源規(guī)劃模型 染色體編碼實(shí)例基于遺傳算法的電源規(guī)劃模型 目標(biāo)函數(shù) North China Electric Power University【主要內(nèi)容】 電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型 目標(biāo)函數(shù) 約束條件 投資決策問題生產(chǎn)模擬問題第二節(jié)、電源規(guī)劃數(shù)學(xué)模型 對(duì)于可行的電源規(guī)劃，通常認(rèn)為有相同的效益，因此在滿

39、足負(fù)荷需求負(fù)荷需求和各種約束條件約束條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下，總投入最小總投入最小的方案就是最經(jīng)濟(jì)的方案。目標(biāo)函數(shù)實(shí)例 最小費(fèi)用法，費(fèi)用除了投資、燃料費(fèi)及運(yùn)行維修費(fèi)以外，還包括停電損失費(fèi)用。 此外，考慮到各類機(jī)組使用壽命不同，投建時(shí)間不同，在規(guī)劃期末將出現(xiàn)不同的剩余使用年限，所以應(yīng)把有關(guān)投資項(xiàng)目的折余值當(dāng)成殘值處理，從總費(fèi)用中減去。 目標(biāo)函數(shù)為:1min PVC =TjjtjtjtjtjtiISFMO規(guī)劃方案規(guī)劃方案j總費(fèi)用的現(xiàn)值總費(fèi)用的現(xiàn)值;PVCj投資費(fèi)用投資費(fèi)用;投資的折余值投資的折余值燃料費(fèi)用燃料費(fèi)用運(yùn)行維修費(fèi)用運(yùn)行維修費(fèi)用;停電損失費(fèi)用停電損失費(fèi)用;jtIjtSjtFjtMj

40、tO目標(biāo)函數(shù)中各項(xiàng)費(fèi)用的具體計(jì)算方法 為了換算這些費(fèi)用的現(xiàn)值，采取了以下的假定: 1)所有投資都在各年度初發(fā)生; 2)所有投資折余值都發(fā)生在水平年末; 3)燃料費(fèi)用、運(yùn)行維修費(fèi)用及停電損失費(fèi)用都發(fā)生在各年度的中點(diǎn)。1min PVC =TjjtjtjtjtjtiISFMO目標(biāo)函數(shù)中各項(xiàng)費(fèi)用的具體計(jì)算方法 1.投資費(fèi)用與折余費(fèi)用 =1tjtkkIUIMWi =1TjtktkkSUIMWi001tttTTt 對(duì)方案對(duì)方案j在第在第t年所有擴(kuò)建發(fā)電機(jī)組年所有擴(kuò)建發(fā)電機(jī)組k的投資費(fèi)用求和的投資費(fèi)用求和;發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組k每兆瓦的平均投資每兆瓦的平均投資;kUI發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組k的容量，的容量，MW;kM

41、W一發(fā)電機(jī)組一發(fā)電機(jī)組k在水平年末的折余系數(shù)在水平年末的折余系數(shù);kt應(yīng)該指出，在這里WASP無形中假定各發(fā)電機(jī)組在年初投資，當(dāng)年參加運(yùn)行，忽略了各發(fā)電機(jī)組本身的投資過程及相應(yīng)的時(shí)間價(jià)值。v 2.燃料費(fèi)用燃料費(fèi)用目標(biāo)函數(shù)中各項(xiàng)費(fèi)用的具體計(jì)算方法 0.5,=1hydNtjtkjt hhFi考慮的水文條件數(shù)考慮的水文條件數(shù)水文條件水文條件h的概率的概率水文條件為水文條件為h時(shí)，所有火電站及核電站的總?cè)剂腺M(fèi)用。時(shí)，所有火電站及核電站的總?cè)剂腺M(fèi)用。hydNk,jt h總?cè)剂腺M(fèi)用由隨機(jī)生產(chǎn)模擬求得。在計(jì)算中考慮了火電機(jī)組隨機(jī)停運(yùn)的影響總?cè)剂腺M(fèi)用由隨機(jī)生產(chǎn)模擬求得。在計(jì)算中考慮了火電機(jī)組隨機(jī)停運(yùn)的影響，但

42、對(duì)水電站則采用了強(qiáng)迫停運(yùn)率，但對(duì)水電站則采用了強(qiáng)迫停運(yùn)率FOR為零的假定。為零的假定。目標(biāo)函數(shù)中各項(xiàng)費(fèi)用的具體計(jì)算方法 0.5=1tjtllllMUF MWUV Gi對(duì)第對(duì)第t年系統(tǒng)中全部發(fā)電機(jī)組年系統(tǒng)中全部發(fā)電機(jī)組l 的運(yùn)行維修費(fèi)用求和的運(yùn)行維修費(fèi)用求和;機(jī)組機(jī)組l 單位固定運(yùn)行維修費(fèi)用，元單位固定運(yùn)行維修費(fèi)用，元 / MW;機(jī)組機(jī)組l 單位變動(dòng)運(yùn)行維修費(fèi)用，元單位變動(dòng)運(yùn)行維修費(fèi)用，元 / kWh;機(jī)組機(jī)組l 在第在第t年發(fā)電量的期望值年發(fā)電量的期望值lUFlUVlGv 3.運(yùn)行維修費(fèi)用運(yùn)行維修費(fèi)用目標(biāo)函數(shù)中各項(xiàng)費(fèi)用的具體計(jì)算方法2 0.5,1=132hydNtjt hjt hjtjt hn

43、hAtAtNNcbOa NdiEE常數(shù)，為每千瓦時(shí)的費(fèi)用，是輸入數(shù)據(jù);第t 年在水文條件h時(shí)的電量不足期望值，kW h系統(tǒng)在第t 年的總電能需求量，kWh, ,a b c,jt hNAtE這里所需的有關(guān)數(shù)據(jù)也是由隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算求得。v 4.停電損失費(fèi)用停電損失費(fèi)用約束條件實(shí)例 電源規(guī)劃模型的約束條件包括電力平衡和可靠性約束條件。 1.電力平衡約束條件 設(shè) 為規(guī)劃方案j在第t年參與運(yùn)行的各類型發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)，它應(yīng)滿足,1=jtj tjtjtjtKKARUj 方案在第方案在第 t 年指令性計(jì)劃年指令性計(jì)劃擴(kuò)建擴(kuò)建的臺(tái)數(shù)向量的臺(tái)數(shù)向量;j 方案在第方案在第t 年計(jì)劃年計(jì)劃退役退役的臺(tái)數(shù)向量的臺(tái)數(shù)向量;j 方案在第方案在第t 年準(zhǔn)備年準(zhǔn)備增加增加的機(jī)組臺(tái)數(shù)向量，它應(yīng)滿足的機(jī)組臺(tái)數(shù)向量，它應(yīng)滿足jtAjtRjtUjtK0jtUjtAjtR為給定數(shù)據(jù)為給定數(shù)據(jù)jtU為待求量，稱為系統(tǒng)布局為待求量，稱為系統(tǒng)布局1.電力平衡約束條件 為了更細(xì)致地模擬負(fù)荷和水電站季節(jié)性特點(diǎn)和更準(zhǔn)確地處理火電站的檢修要求，把每年分為相等數(shù)目的時(shí)段。 每年中的可用發(fā)電容量與電力峰荷差值最小的時(shí)段叫做關(guān)鍵時(shí)段。設(shè)電力系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)段的可用發(fā)電容量為 ，則可行的系統(tǒng)布局應(yīng)滿足 在關(guān)鍵時(shí)段系統(tǒng)的貯備系數(shù)應(yīng)在給定的最小貯備系數(shù) 與最大貯備系數(shù) 之間。 式中 ，為第t年關(guān)鍵時(shí)段的峰荷。,11rt pjt Prt paDP Kb