電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改

1、電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性,電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所李曉明,武漢大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)選修課,(第4專題: 電源規(guī)劃),電源規(guī)劃,概述 電廠容量的選擇 電源規(guī)劃數(shù)學(xué)模型 電力市場(chǎng)環(huán)境下的電源規(guī)劃,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,2,概述,電源規(guī)劃的任務(wù)及分類 電源規(guī)劃的投資決策原則 電源規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,3,電源規(guī)劃的任務(wù)及分類,【任務(wù)】 對(duì)電力系統(tǒng)電源布局進(jìn)行策略研究，其任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃期內(nèi)預(yù)測(cè)的負(fù)荷需要量，通過(guò)電力電量平衡得到需新增的發(fā)電容量，在滿足負(fù)荷需要求并達(dá)到各種技術(shù)指標(biāo)的條件下

2、，確定在何時(shí)、何地新建（或新增）何種類型、何種規(guī)模的發(fā)電廠（或機(jī)組），使規(guī)劃期內(nèi)電力系統(tǒng)能安全運(yùn)行且投資經(jīng)濟(jì)合理。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,4,【分類】 按規(guī)劃期長(zhǎng)短分類：短期電源規(guī)劃、中長(zhǎng)期電源規(guī)劃。 短期電源規(guī)劃: 考慮未來(lái)15年的發(fā)展情況，規(guī)劃的具體內(nèi)容包括： 確定發(fā)電設(shè)備的維修計(jì)劃。 分析推遲或提前新發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)計(jì)劃的效益。 分析與相鄰電力系統(tǒng)互聯(lián)的效益及互連方案。 確定燃料需求量及購(gòu)買、運(yùn)輸、存儲(chǔ)計(jì)劃。 中長(zhǎng)期電源規(guī)劃： 考慮1030年的發(fā)展情況，解決以下問(wèn)題： 何時(shí)、何地?cái)U(kuò)建新發(fā)電機(jī)組。 擴(kuò)建什么類型及多大容量的發(fā)電機(jī)組。 現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的退

3、役及更新計(jì)劃。 燃料的需求量及解決燃料問(wèn)題的策略。 采用新發(fā)電技術(shù)（如太陽(yáng)能發(fā)電）的可能性。 采用負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)電力、電量平衡的影響。 與相鄰電力系統(tǒng)進(jìn)行電力交換的可能性。,電源規(guī)劃的投資決策原則,電源規(guī)劃與系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力電量平衡、發(fā)電廠廠址選擇、發(fā)電機(jī)組類型和規(guī)模、燃料來(lái)源及其運(yùn)輸條件、水庫(kù)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)運(yùn)行、電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇等一系列問(wèn)題密切相關(guān)，這就決定了其決策過(guò)程必須與多個(gè)部門配合，因此是一項(xiàng)繁瑣而艱巨的任務(wù)。由于電源規(guī)劃的投資規(guī)模大、周期長(zhǎng)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展影響大，因此在制定電源規(guī)劃方案時(shí)，必須遵循一定的原則： 參與經(jīng)濟(jì)計(jì)算和比較的各個(gè)電源規(guī)劃方案必須具有可比性

4、。 必須確定合理的經(jīng)濟(jì)計(jì)算年限，比較方案的計(jì)算年限要一致（采用年費(fèi)用最小法時(shí)可不一致）。 確定合理的經(jīng)濟(jì)比較標(biāo)準(zhǔn)。 在投資決策中，各項(xiàng)費(fèi)用和收益，如建設(shè)期的投資、運(yùn)營(yíng)期的年費(fèi)用和效益，都要考慮資金的時(shí)間因素，并以同一時(shí)間為基準(zhǔn)。 決策過(guò)程必須統(tǒng)籌兼顧國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體利益，與相關(guān)部門密切配合。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,6,電源規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法,【意義】電源規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是電源規(guī)劃中不可缺少的環(huán)節(jié)。 【目的】根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展戰(zhàn)略及地區(qū)發(fā)展規(guī)劃的要求，計(jì)算各方案的投入費(fèi)用和產(chǎn)出效益，進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，進(jìn)而從中選擇對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展最有益的方案。

5、【慣例】對(duì)于各種可行的電源規(guī)劃方案，通常認(rèn)為有相同的經(jīng)濟(jì)效益，因此在滿足負(fù)荷需求和各種約束條件下及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下，總投入最小的方案就是最經(jīng)濟(jì)的方案。 【投資分?jǐn)偂咳绻硞€(gè)方案除了滿足發(fā)電效益以外，還可帶來(lái)其它利益，則可以采用投資分?jǐn)偦蛴?jì)入方案費(fèi)用的方法進(jìn)行比較。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,7,電廠容量的選擇,【目的】確定每個(gè)擬建電廠的建設(shè)規(guī)模，是下一步做系統(tǒng)電源規(guī)劃方案的基礎(chǔ)。 【主要內(nèi)容】： 影響電廠容量的主要因素 水電廠裝機(jī)容量選擇 熱電廠容量選擇 抽水蓄能式電站容量選擇 凝汽式電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究

6、所63,8,影響電廠容量的主要因素,規(guī)劃地區(qū)（即電廠供電地區(qū)）負(fù)荷的影響 動(dòng)力資源條件的影響 廠址條件的影響 系統(tǒng)規(guī)模的影響 設(shè)備規(guī)模及供應(yīng)條件的影響,影響電廠容量的主要因素,【規(guī)劃地區(qū)（即電廠供電地區(qū)）負(fù)荷的影響】 負(fù)荷大小的影響。負(fù)荷需求的大小決定了建設(shè)電廠的總?cè)萘俊?負(fù)荷分布的影響。負(fù)荷比較集中的地區(qū)適宜建大電廠，而負(fù)荷分散的地區(qū)則可考慮減小規(guī)模電廠。 負(fù)荷方式的影響。對(duì)于宜帶尖峰負(fù)荷的水電廠來(lái)說(shuō)，如果地區(qū)負(fù)荷峰谷差大，尖峰負(fù)荷較高，則在相同保證出力下可以多裝機(jī)，容量可以選得大些，以充分發(fā)揮水電的效益。對(duì)于熱電廠來(lái)說(shuō)，如果熱負(fù)荷在年內(nèi)比較均衡，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較高，則熱電廠的容量可以

7、選得大些，以便獲得較多的熱化電能。 負(fù)荷增長(zhǎng)速度的影響。大容量電廠采用大機(jī)組，適應(yīng)負(fù)荷迅速增長(zhǎng)的能力強(qiáng)。因此負(fù)荷增長(zhǎng)迅速時(shí)，有利于大容量電廠的興建。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,10,影響電廠容量的主要因素,【動(dòng)力資源條件的影響】 資源條件對(duì)電廠容量影響很大，對(duì)水電廠它起決定件的作用，對(duì)火電廠它也有一定影響。對(duì)燃料供應(yīng)方便而又可靠的坑口電廠容量可以選得大些，對(duì)建在負(fù)荷中心、遠(yuǎn)離礦區(qū)的電廠則燃料供應(yīng)條件是影響電廠規(guī)劃容量的因素之一。 【廠址條件的影響】 火電廠的廠址條件主要指供水、煤場(chǎng)、灰場(chǎng)、交通運(yùn)輸條件、地質(zhì)地形、環(huán)保要求等條件。它們往往對(duì)電廠容量影響很大

8、。水電廠的廠址條件，如壩址的地質(zhì)條件、庫(kù)區(qū)的移民問(wèn)題、壩址地形及施工條件、水利樞紐布置及輸電線路可行路徑條件等也對(duì)其電廠選址和電廠容量起很大的作用。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,11,影響電廠容量的主要因素,【系統(tǒng)規(guī)模的影響】 當(dāng)電廠聯(lián)人系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)規(guī)模越大，負(fù)荷需求越大則在滿足同樣可靠性要求前提下，電廠的容量可選得大些。因?yàn)榇箅姀S可以采用大機(jī)組，效率較小機(jī)組要高。若果采用大機(jī)組可以滿足系統(tǒng)的可靠性要求，則它在經(jīng)濟(jì)上就是合理的。一般來(lái)說(shuō)，電廠的最大容量不越過(guò)系統(tǒng)的總事故備用為宜，單機(jī)容量以不大于系統(tǒng)最大負(fù)衡的10為宜。 【設(shè)備規(guī)模及供應(yīng)條件的影響】 電廠容

9、量大小與裝機(jī)臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量大小有關(guān)，一個(gè)電廠的機(jī)組臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，如果單臺(tái)機(jī)組容量較小，則電廠的容量也較小。在規(guī)劃電廠容量時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)備規(guī)范選用合理的機(jī)組容量，并確定電廠容量。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,12,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,13,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,14,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,15,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息

10、與控制研究所63,16,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,17,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,18,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,19,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,20,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,21,水電廠裝機(jī)容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,22,要確定熱電廠的裝機(jī)方案，

11、需要解決地區(qū)集中供熱系數(shù)的選擇及集中供熱負(fù)荷的分配，電廠熱化系數(shù)的選擇及其經(jīng)濟(jì)容量，熱化機(jī)組型式的選擇等問(wèn)題。 地區(qū)集中供熱系數(shù)的選擇 集中供熱系數(shù):地區(qū)總熱負(fù)荷中由集中供熱（包括熱電廠、區(qū)域鍋爐房）供應(yīng)部分的比重 注意：集中供熱系數(shù)并不是越接近1越好，因?yàn)榭傆幸徊糠诌^(guò)于分散又較小的熱負(fù)荷是不宜于聯(lián)入熱網(wǎng)的，若將它們聯(lián)入熱網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致供熱網(wǎng)的費(fèi)用大大高于集中供熱的效益。,熱電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,23,集中供熱負(fù)荷分配：可以是由一個(gè)熱電廠提供，也可以是幾個(gè)熱電廠共同分擔(dān)或者加上部分區(qū)域鍋爐房供熱。當(dāng)熱負(fù)荷大且分布廣時(shí)，有多個(gè)熱電廠共同分擔(dān)更為

12、經(jīng)濟(jì)合理，因?yàn)闊峋W(wǎng)建設(shè)費(fèi)用對(duì)熱電廠的的經(jīng)濟(jì)供熱范圍起決定性的作用。涉及到多個(gè)熱電廠分擔(dān)供熱時(shí)，要進(jìn)行兩方面的分析比較。 熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)的方案比較，其中熱電聯(lián)產(chǎn)即熱電廠既供熱又供電，熱電分產(chǎn)即為凝汽式電廠加區(qū)域鍋爐房，一般利用比較開支現(xiàn)值大小的方法對(duì)聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)的方案做出選擇。,熱電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,24,熱電廠的經(jīng)濟(jì)容量的選擇，即確定熱電廠經(jīng)濟(jì)合理的熱負(fù)荷量，使其單位供熱能力所需的計(jì)算費(fèi)用為最小。因熱電廠容量越大，則單位供熱所需的投資及運(yùn)行費(fèi)低，但容量大、供熱集中，則熱網(wǎng)的建設(shè)及維護(hù)費(fèi) 用也大，這兩方面綜合權(quán)衡，就可以找 到熱電廠的

13、經(jīng)濟(jì)容量 的范圍，如圖 圖中：1-熱網(wǎng)費(fèi)用曲線， 2-熱電廠費(fèi)用曲線， 3-總費(fèi)用曲線,熱電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,25,注意：就熱電廠本身來(lái)說(shuō)，總費(fèi)用最低時(shí)的容量就是其經(jīng)濟(jì)容量，此時(shí)電廠本身經(jīng)濟(jì)效果最好。就熱網(wǎng)整體來(lái)說(shuō)，則還有一個(gè)超過(guò)熱電廠經(jīng)濟(jì)容量部分的熱負(fù)荷如何供應(yīng)，或者多個(gè)熱電廠或熱電廠與區(qū)域鍋爐房之間如何分配熱負(fù)荷的問(wèn)題，這需要在每個(gè)熱源經(jīng)濟(jì)容量的基礎(chǔ)上列出幾個(gè)供熱方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 熱電廠熱化系數(shù)的選擇 熱化系數(shù)：通常指汽輪機(jī)供熱負(fù)荷占最大熱負(fù)荷的比例,熱電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控

14、制研究所63,26,注意：有時(shí)也按年汽輪機(jī)供熱量占總供熱量的比例來(lái)定義熱化系數(shù)，即將式 中的相應(yīng)量變換為年總供應(yīng)量。 知道熱化系數(shù)后，根據(jù)熱電廠熱、電的成本與費(fèi)用分?jǐn)偟脑瓌t及指標(biāo)即可確定其容量。,熱電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,27,抽水蓄能電站：利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)富裕的容量抽水蓄能，在高峰負(fù)荷時(shí)放水發(fā)電，擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù)。 電站容量確定步驟,抽水蓄能式電站容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,28,抽水蓄能式電站容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,29,

15、凝汽式電廠容量選擇,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,30,在電力規(guī)劃中，往往首先確定熱電廠和水電廠的容量，電力電量平衡不足的部分有凝汽式電廠承擔(dān)。然后將需要新增加的凝汽式電廠容量按各個(gè)可能的建廠廠址條件、經(jīng)濟(jì)性及可見規(guī)模、建設(shè)條件等依次分配。 凝汽式發(fā)電廠本身每單位千瓦的計(jì)算費(fèi)用是隨著電廠容量的增加而減小，而輸變電工程每千瓦能力的年費(fèi)用隨電廠容量增大先下降后增加。因此同熱電廠經(jīng)濟(jì)容量確定一樣，權(quán)衡兩者，總費(fèi)用最小值對(duì)應(yīng)的電廠容量即為其經(jīng)濟(jì)容量。實(shí)際中計(jì)算費(fèi)用在最低點(diǎn)附近變化很平緩，容量可在其附近選擇。 注意：在電廠采用不同容量的機(jī)組時(shí)期計(jì)算費(fèi)用曲線是不同的。若

16、廠址條件對(duì)電廠容量的限制有個(gè)限制值，則可從各種單機(jī)容量的計(jì)算費(fèi)用曲線中同時(shí)選定電廠容量及易于采用的單機(jī)容量。,電源規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,31,【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(wèn)題 生產(chǎn)模擬問(wèn)題,電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,32,【電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型一般形式】,電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,33,【模型說(shuō)明】,目標(biāo)函數(shù),2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,34,【目標(biāo)

17、函數(shù)】 一般為系統(tǒng)總投資費(fèi)用最小。 總投資費(fèi)用包括兩個(gè)部分：一部分與安裝發(fā)電機(jī)組容量有關(guān)，如發(fā)電廠的投資費(fèi)用；另一部分與發(fā)電機(jī)組的實(shí)際輸出功率有關(guān)，如發(fā)電廠的運(yùn)行費(fèi)用，其中主要是發(fā)電廠的燃料費(fèi)用。 【多目標(biāo)處理】 在實(shí)際應(yīng)用中，規(guī)劃目標(biāo)不僅僅是投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，還包括其它效益和支出，如計(jì)及可靠性指標(biāo)、輸電線路費(fèi)用、未來(lái)的不確定性因素（如負(fù)荷預(yù)測(cè)、水文數(shù)據(jù)及市場(chǎng)因素）等，故電源規(guī)劃是一個(gè)多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題。對(duì)此，具體處理方法是多樣的，常用的方法是將不同的目標(biāo)函數(shù)乘以不同的權(quán)值形成一個(gè)新的目標(biāo)函數(shù)，從而轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問(wèn)題處理。,約束條件,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63

18、,35,對(duì)于不同的系統(tǒng)，以及不同的規(guī)劃模型，約束條件都是有差異的。 【電源建設(shè)施工約束】,約束條件,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,36,約束條件,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,37,【系統(tǒng)運(yùn)行約束】,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,38,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,39,【備用容量約束】 【可靠性約束】 常采用兩種方法，一種是將可靠性指標(biāo)計(jì)入約束中；另一種是將其做某種處理，計(jì)入目標(biāo)函數(shù)。鑒于具體情況的差異，不同系統(tǒng)的電源規(guī)劃采用統(tǒng)一的可靠性指標(biāo)并不現(xiàn)實(shí)

19、。此外，在制定可靠性指標(biāo)時(shí)要考慮其經(jīng)濟(jì)性，例如在建立的目標(biāo)函數(shù)中綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和經(jīng)濟(jì)情況處置和停電損失的費(fèi)用，這類處理方法在電源規(guī)劃研究中被大量采用。,約束條件,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,40,【說(shuō)明】 根據(jù)所采取的規(guī)劃模型不同，除了上述常用約束條件，可能還要考慮輸電能力約束、最小開發(fā)容量約束、火電年利用小時(shí)數(shù)約束、抽水蓄能電站約束、核電廠基能約束以及分布式發(fā)電機(jī)組約束等。以上列出的約束條件的表達(dá)方式在不同的模型中是不同的，處理方式也有差異。,投資決策問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,41,在電源規(guī)劃數(shù)學(xué)模型中，變量

20、可以分為離散變量與連續(xù)變量?jī)深?，?jù)此可以將電源規(guī)劃模型分解為電源投資決策和生產(chǎn)模擬兩部分，這兩部分可采用不同的優(yōu)化技術(shù)，相應(yīng)的電源規(guī)劃過(guò)程也被分為相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)階段。 【投資決策問(wèn)題】 以離散變量為主要變量，其解反映的是方案中各項(xiàng)目的建設(shè)與投產(chǎn)年份，以及廠址、機(jī)組類型和容量等，同時(shí)確定方案中與投資成本對(duì)應(yīng)的費(fèi)用。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,42,【生產(chǎn)模擬問(wèn)題】 在投資決策條件給定的前提下，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(wèn)題。 隨機(jī)生產(chǎn)模擬:考慮規(guī)劃期內(nèi)可能存在諸如各機(jī)組的非計(jì)劃強(qiáng)迫停運(yùn)、未來(lái)電力負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)、水電廠來(lái)水量變化等不確定性約束。

21、 隨機(jī)生產(chǎn)模擬優(yōu)點(diǎn)：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。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,43,隨機(jī)生產(chǎn)模擬的基本問(wèn)題 一般持續(xù)負(fù)荷曲線，如圖,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,44,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,45,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,46,等效持續(xù)負(fù)荷曲線：把發(fā)電機(jī)組故障影響當(dāng)成等效負(fù)荷對(duì)原始負(fù)荷曲線不斷修正的結(jié)果。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

22、。關(guān)于這一概念的幾何解釋可參照?qǐng)D,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,47,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,48,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,49,【隨機(jī)生產(chǎn)過(guò)程模擬】 原始資料：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)荷資料作用：用來(lái)形成研究期間的原始持續(xù)負(fù)荷曲線及最大負(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。 火電機(jī)組的數(shù)據(jù)：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)

23、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。 水電特性：首先，水電機(jī)組的發(fā)電量是由水文條件及水庫(kù)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(kù)上下游水位變動(dòng)，水電機(jī)組的發(fā)電功率可能達(dá)不到其額定容量。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。在生產(chǎn)調(diào)度中我們應(yīng)該用預(yù)想輸出功率代替水電機(jī)組的容量參與電力平衡。,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,50,假定電力系統(tǒng)只包含火電機(jī)組，且檢修計(jì)劃已知，即參與運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組已全部確定，則隨機(jī)生產(chǎn)模擬的過(guò)程及步驟如下：,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)

24、電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,52,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,54,隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法簡(jiǎn)介 傅立葉級(jí)數(shù)法：用50100項(xiàng)傅立葉級(jí)數(shù)描述持續(xù)負(fù)荷曲線，然后在傅立葉領(lǐng)域內(nèi)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)算公式作為算法的核心，其概念清晰，但計(jì)算量大。 半不變量法：用隨機(jī)分布的數(shù)字特征半不變量來(lái)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（即形成電量函數(shù)），然后再考慮發(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)），這樣就可以非常方

25、便的完成隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算。,電力市場(chǎng)環(huán)境下的電源規(guī)劃,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃面臨的新挑戰(zhàn) 市場(chǎng)環(huán)境下的電源規(guī)劃問(wèn)題 市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式 市場(chǎng)環(huán)境下電源建設(shè)的融資問(wèn)題,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,55,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃面臨的新挑戰(zhàn),【新特點(diǎn)】 在電力市場(chǎng)環(huán)境下，強(qiáng)制性的、統(tǒng)一性的電源規(guī)劃和投資決策已不可能實(shí)現(xiàn)。電源規(guī)劃中，無(wú)論是考慮新增發(fā)電機(jī)組還是退役舊機(jī)組，都是發(fā)電企業(yè)的內(nèi)部決策問(wèn)題，新增發(fā)電機(jī)組將以電廠投資的利益最大化為前提。 【新的影響因素】 未來(lái)市場(chǎng)的電價(jià)波動(dòng)情況、國(guó)家政策變化（有無(wú)容量電價(jià)、綠色電力市場(chǎng)等）、能源價(jià)格及負(fù)荷變化等因素。 【

26、新挑戰(zhàn)】 如何建立有效可靠的市場(chǎng)機(jī)制，來(lái)有效的引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)投資，以確保系統(tǒng)發(fā)電容量充裕性；各個(gè)發(fā)電企業(yè)應(yīng)如何根據(jù)市場(chǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)決定自己的電源新建或退役計(jì)劃和投資決策，如何選擇新增機(jī)組容量、類型和地點(diǎn)等；選擇參與什么樣的市場(chǎng)，并分析在不同市場(chǎng)下自己的收益情況。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,56,市場(chǎng)環(huán)境下的電源規(guī)劃問(wèn)題,【影響因素】電力市場(chǎng)環(huán)境下，電源規(guī)劃必須考慮以下因素的影響： 由于電網(wǎng)企業(yè)不在負(fù)責(zé)發(fā)電廠的建設(shè)，發(fā)電投資由利益驅(qū)動(dòng)，缺電責(zé)任主體不明。 市場(chǎng)機(jī)制有一定的滯后性，建造新電廠至少需要23年時(shí)間。 電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性，使投資風(fēng)險(xiǎn)加大，投資來(lái)源可能減少。

27、 電網(wǎng)企業(yè)不再投資電源，電源建設(shè)少了一個(gè)理智的投資來(lái)源。 競(jìng)爭(zhēng)性的發(fā)電市場(chǎng)不利于水電、核電等投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)但社會(huì)效益大的電源建設(shè)與發(fā)展，也不利于可再生能源的開發(fā)和利用。 承擔(dān)高峰負(fù)荷的發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)會(huì)少，財(cái)政風(fēng)險(xiǎn)大，可能過(guò)早退役，造成容量缺乏。 電網(wǎng)的輸電能力比較薄弱，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象，造成一些特定區(qū)域缺電。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,57,市場(chǎng)環(huán)境下的電源規(guī)劃問(wèn)題,【投資風(fēng)險(xiǎn)】電力市場(chǎng)環(huán)境下，電源項(xiàng)目投資面臨的風(fēng)險(xiǎn)： 政策、法律風(fēng)險(xiǎn)。它是指國(guó)家在外匯管理、法律制度、稅收制度、勞資關(guān)系、電價(jià)政策等與發(fā)電項(xiàng)目有關(guān)的敏感性問(wèn)題方面的法規(guī)是否穩(wěn)定、健全

28、，管理是否完善。 金融風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目的金融風(fēng)險(xiǎn)主要包括利率風(fēng)險(xiǎn)、匯率風(fēng)險(xiǎn)、貨幣兌換風(fēng)險(xiǎn)和通貨膨脹等風(fēng)險(xiǎn)。 或有風(fēng)險(xiǎn)。它主要包括各種自然災(zāi)害，如地震、臺(tái)風(fēng)、洪水等不可抗力給工程帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。 完工風(fēng)險(xiǎn)。它是指項(xiàng)目進(jìn)行施工建設(shè)階段，承包商由于種種原因不能在原定計(jì)劃的工期內(nèi)完成項(xiàng)目的建設(shè)所造成的風(fēng)險(xiǎn)。 生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。它是指項(xiàng)目在試生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段或生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段存在的技術(shù)、資源儲(chǔ)備、能源和原料供應(yīng)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和勞動(dòng)力狀況等風(fēng)險(xiǎn)因素的總稱。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,58,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,【電源規(guī)劃主體選擇】 市場(chǎng)環(huán)境下，電源規(guī)劃是以市場(chǎng)為導(dǎo)向進(jìn)行的，電網(wǎng)企業(yè)最了

29、解市場(chǎng)，具有最直接、最準(zhǔn)確的市場(chǎng)信息，因此市場(chǎng)環(huán)境下由電網(wǎng)企業(yè)承擔(dān)前期的電源規(guī)劃任務(wù)比較合適，也便于和電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)。 【電網(wǎng)作為電源規(guī)劃主體的優(yōu)點(diǎn)】 在輸配電還沒(méi)有分開的情況下，保證供電的責(zé)任在電網(wǎng)企業(yè)，發(fā)電企業(yè)不需要承擔(dān)這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)；電網(wǎng)企業(yè)來(lái)做電源規(guī)劃可以做到比較公正，因?yàn)殡娋W(wǎng)企業(yè)是天然的壟斷行業(yè)，它的回報(bào)率是固定的，而且受到國(guó)家有關(guān)部門的嚴(yán)格監(jiān)督。 【電源規(guī)劃可采用的模式】 統(tǒng)一規(guī)劃，招標(biāo)決策 參考規(guī)劃，自主決策,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,59,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,【統(tǒng)一規(guī)劃，招標(biāo)決策】：由電網(wǎng)企業(yè)通過(guò)詳細(xì)的方案開發(fā)，提出幾個(gè)可能的電源和電

30、網(wǎng)的優(yōu)選方案，然后對(duì)這些方案進(jìn)行綜合技術(shù)分析，提出預(yù)期的綜合電價(jià)和書店電價(jià)評(píng)估，對(duì)優(yōu)選方案進(jìn)行排序供決策考慮。電源方案按招標(biāo)、競(jìng)標(biāo)決策實(shí)施，電網(wǎng)方案按指令性計(jì)劃實(shí)施。 電源規(guī)劃方案按實(shí)施競(jìng)標(biāo)的過(guò)程： 招標(biāo)與投標(biāo)。 中標(biāo)電源投資者與電網(wǎng)企業(yè)簽訂長(zhǎng)期合同，風(fēng)險(xiǎn)雙方共擔(dān)。 政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)授予電廠投資者特許建設(shè)權(quán)，即政府根據(jù)一次規(guī)劃布局的合理性和環(huán)保要求，批準(zhǔn)規(guī)劃的建廠地址和容量，發(fā)給電廠投資者建廠和今后運(yùn)營(yíng)許可證。 政府和電監(jiān)機(jī)構(gòu)授予電網(wǎng)企業(yè)特許權(quán)。,2020/7/28,武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電力信息與控制研究所63,60,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,統(tǒng)一規(guī)劃模式優(yōu)點(diǎn)：將電力市場(chǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)規(guī)劃的不確定性轉(zhuǎn)化為確定性，按確定性規(guī)劃方法進(jìn)行規(guī)劃。規(guī)劃方案的實(shí)施體現(xiàn)了市場(chǎng)作用與管制相結(jié)合的原則，易于實(shí)現(xiàn)電源在地域上和時(shí)域上的合理