電源規(guī)劃

1、概述 隨著電力負(fù)荷的增長(zhǎng),電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大, 電源機(jī)組的單機(jī)容量增長(zhǎng), 電源機(jī)組的類(lèi)型和一次能源的多樣化使得電源的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜. 因此電源規(guī)劃目前也成為的一個(gè)研究課題. 電源規(guī)劃主要由投資決策和生產(chǎn)模擬兩部分組成. 前者確定系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu), 優(yōu)選發(fā)電站及裝機(jī)進(jìn)度, 后者則優(yōu)化電力系統(tǒng)的生產(chǎn)情況. 電源規(guī)劃通常由這兩部分軟件包構(gòu)成. 概述電源規(guī)劃模型通常應(yīng)能對(duì)以下問(wèn)題作出定量分析: 規(guī)劃方案的投資流及逐年運(yùn)行費(fèi)用方案需要的一次能源及燃料

2、費(fèi)用系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)規(guī)劃方案對(duì)負(fù)荷增長(zhǎng)速度, 燃料價(jià)格等不確定因素的靈敏度與相鄰電力系統(tǒng)互聯(lián)的效益及費(fèi)用推遲某些關(guān)鍵電源項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)損益. 概述同時(shí)回答上述問(wèn)題使得電源規(guī)劃模型成為一個(gè)高維數(shù), 非線性的隨機(jī)性問(wèn)題. 高維數(shù). 電源數(shù)量大,過(guò)度時(shí)間長(zhǎng)非線性. 電源投資現(xiàn)值和運(yùn)行費(fèi)用均不是決策變量的線性函數(shù). 此外還存在非線性的可靠性約束; 隨機(jī)性. 規(guī)劃中所需要的一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 如負(fù)荷數(shù)據(jù), 燃料和設(shè)備價(jià)格, 貼現(xiàn)率等都存在一定的不確

3、定性. 針對(duì)隨機(jī)性,除了尋找最優(yōu)方案, 還需要對(duì)方案進(jìn)行靈敏度分析. 上述因素使得規(guī)劃模型必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和假定,因此需要人的決策配合計(jì)算機(jī)進(jìn)行. 電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型 電源規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以按照發(fā)電機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化,也可以按照發(fā)電站進(jìn)行優(yōu)化. 通用的規(guī)劃軟件包都采用按機(jī)組優(yōu)化的模型, 并采用一個(gè)共同的簡(jiǎn)化假定: 即電力系統(tǒng)的全部負(fù)荷和發(fā)電機(jī)組都集中在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上, 因此又稱(chēng)為單節(jié)點(diǎn)模型. 這種方法不需要考慮電源和負(fù)荷的分布, 因此可以

4、將相同類(lèi)型的發(fā)電機(jī)中點(diǎn). 因此,與電源規(guī)劃相關(guān)的費(fèi)用流如圖. 費(fèi)用流投資費(fèi)用與折余費(fèi)用可以看出,WASP 中假定各機(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(guò)程及相應(yīng)的時(shí)間價(jià)值. 燃料費(fèi)用總?cè)剂腺M(fèi)用由隨機(jī)生產(chǎn)模擬確定. 在計(jì)算中考慮了火電機(jī)組停運(yùn)的情況,但是對(duì)水電站則假定其強(qiáng)迫停運(yùn)率 FOR=0. 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用停電損失費(fèi)用其需要的數(shù)據(jù)由隨機(jī)生產(chǎn)模擬產(chǎn)生. 約束條件約束條件包含兩方面: 電力平衡約束條件可靠性約束條件.

5、 電力平衡約束條件電力平衡約束條件 為了更細(xì)致的模擬負(fù)荷和水電站的季節(jié)性特點(diǎn)和更好的處理火電站的檢修要求, WASP 允許將每年分為相等數(shù)目的時(shí)段, 每年中可用發(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. 則關(guān)鍵時(shí)段的可用發(fā)電量必須滿(mǎn)足: 可靠性約束條件系統(tǒng)布局的可靠性指標(biāo)用 LOLP 衡量. WASP 對(duì)一年內(nèi)各個(gè)時(shí)段及每種水文情況進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬, 把所有時(shí)段的 LOLP 相加作為作為年平均 LOLP, 然后按照各種水文年的

6、年平均 LOLP 按水文概率平均形成該年的可靠性指標(biāo). 則每個(gè)系統(tǒng)布局需要滿(mǎn)足約束: 約束條件的滿(mǎn)足 滿(mǎn)足約束條件的方案稱(chēng)為可行方案. 圖中給出了 WASP 電源模型規(guī)劃的概念. AS 為可行方案的裝機(jī)容量,BS 為新建發(fā)電機(jī)的容量,AB 為原有發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量. 按發(fā)電站優(yōu)化的電源規(guī)劃(JASP)決策變量在電源規(guī)劃中,由于水電站和火電站建設(shè)特點(diǎn)不同, 處理方法也不一樣, 分別用 X 和 Y 表示. 規(guī)劃期為 Nt 年, 系