電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座電源規(guī)劃ppt課件

1、電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性,(第4專(zhuān)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,概述,電源規(guī)劃的任務(wù)及分類(lèi)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,電源規(guī)劃的任務(wù)及分類(lèi),【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(mǎn)足負(fù)荷需要求并達(dá)到各種技術(shù)指標(biāo)的條件下，確定在何時(shí)、何地新建（或新增）何種

2、類(lèi)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。,【分類(lèi)】 按規(guī)劃期長(zhǎng)短分類(lèi)：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)1～5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(mǎi)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)計(jì)劃。,中長(zhǎng)期電源規(guī)劃： 考慮10～30年的發(fā)展情況，解決以下問(wèn)

3、題：何時(shí)、何地?cái)U(kuò)建新發(fā)電機(jī)組。擴(kuò)建什么類(lèi)型及多大容量的發(fā)電機(jī)組?，F(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的退役及更新計(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(lèi)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

4、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(mén)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：,電源規(guī)劃的投資決策原則,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。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、

5、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(mén)密切配合。,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。【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(mǎn)足

6、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?！就顿Y分?jǐn)偂咳绻硞€(gè)方案除了滿(mǎn)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。,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)?！局饕獌?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,影響電廠容量的主要因素,規(guī)劃地區(qū)（即電廠

7、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?。?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，

8、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。,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

9、，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。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(xiàn)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。,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

10、越大，負(fù)荷需求越大．則在滿(mǎn)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(mǎn)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?！驹O(shè)備規(guī)模及供應(yīng)條件的影響】 電廠容量大小與裝機(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

11、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。,水電廠裝機(jī)容量選擇,水電廠裝機(jī)容量選擇,水電廠裝機(jī)容量選擇,水電廠裝機(jī)容量選擇,水電廠裝機(jī)容量選擇,水電廠裝機(jī)容量選擇,水電廠裝機(jī)容量選擇,,水電廠裝機(jī)容量選擇,,,水電廠裝機(jī)容量選擇,,,水電廠裝機(jī)容量選擇,,,要確定熱電廠的裝機(jī)方案，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

12、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,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

13、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(kāi)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,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)

14、 用也大，這兩方面綜合權(quán)衡，就可以找 到熱電廠的經(jīng)濟(jì)容量 的范圍，如圖 圖中：1-熱網(wǎng)費(fèi)用曲線(xiàn)， 2-熱電廠費(fèi)用曲線(xiàn)， 3-總費(fèi)用曲線(xiàn),熱電廠容量選擇,,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

15、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,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,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

16、定步驟,抽水蓄能式電站容量選擇,抽水蓄能式電站容量選擇,凝汽式電廠容量選擇,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(jiàn)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)

17、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(xiàn)是不同的。若廠址條件對(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(xiàn)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,【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,【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,【模型說(shuō)明】,

18、目標(biāo)函數(shù),【目標(biāo)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?！径嗄繕?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(xiàn)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）

19、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,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,約束條件,【系統(tǒng)運(yùn)行約束】,【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

20、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)。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(lèi)處理方法在電源規(guī)劃研究中被大量采用。,約束條件,【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(kāi)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

21、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,在電源規(guī)劃數(shù)學(xué)模型中，變量可以分為離散變量與連續(xù)變量?jī)深?lèi)，據(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(lèi)型和容量等，同時(shí)確定方案中與投資成本對(duì)應(yīng)的

22、費(fèi)用。,【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。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。,隨機(jī)生產(chǎn)模擬的基本問(wèn)題一般持續(xù)負(fù)荷曲線(xiàn)，如圖,,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,

23、等效持續(xù)負(fù)荷曲線(xiàn)：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(xiàn)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。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,,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,,【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(xiàn)及最大負(fù)荷曲線(xiàn)。最大負(fù)荷曲線(xiàn)是指每月或每周的最大負(fù)荷按時(shí)間序列形成的曲線(xiàn)，它的用途是安排檢修計(jì)劃?；痣姍C(jī)組的數(shù)據(jù)：發(fā)電機(jī)組

24、的類(lèi)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(chēng)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

25、。,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,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,,生產(chǎn)模擬問(wèn)題,隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法簡(jiǎn)介傅立葉級(jí)數(shù)法：用50～100項(xiàng)傅立葉級(jí)數(shù)描述持續(xù)負(fù)荷曲線(xiàn)，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

26、線(xiàn)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)），這樣就可以非常方便的完成隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算。,1 啟發(fā)式算法2 數(shù)學(xué)優(yōu)化方法線(xiàn)性規(guī)劃法動(dòng)態(tài)優(yōu)化法混合整數(shù)規(guī)劃法3 人工智能方法專(zhuān)家系統(tǒng)模糊理論遺傳算法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬退火算法禁忌搜索算法4 其它方法 進(jìn)化規(guī)劃、拉格朗日松弛

27、法、蟻群算法、網(wǎng)絡(luò)流算法,電源規(guī)劃優(yōu)化方法,1 WASP程序包 由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)委托美國(guó)田納西流域工程管理局(TVA)與橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)研制，它最初用于對(duì)發(fā)展中國(guó)家核電要求的分析，后來(lái)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)其作了許多改進(jìn)，成為一個(gè)對(duì)電力系統(tǒng)容量擴(kuò)建分析常用的軟件包，成為WASP-Ⅲ，世界銀行也用來(lái)對(duì)其貸款的電力項(xiàng)目進(jìn)行可行性分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，它在我國(guó)得到了較廣泛的應(yīng)用2 最優(yōu)發(fā)電規(guī)劃程序包OGP由通用電氣公司(

28、GE)開(kāi)發(fā)，以生產(chǎn)費(fèi)用最低為目標(biāo)，采用靜態(tài)向前看的方法優(yōu)化，使用失負(fù)荷概率LOLP作為可靠性約束準(zhǔn)則,電力規(guī)劃應(yīng)用軟件介紹 1,3 電力系統(tǒng)發(fā)電容量擴(kuò)建分析系統(tǒng)EGEAS由美國(guó)電力科學(xué)院(EPRI)資助、麻省理工大學(xué)研制，采用隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法來(lái)計(jì)算生產(chǎn)費(fèi)用，可用多種方法對(duì)擴(kuò)建方案進(jìn)行優(yōu)化4 國(guó)家投資模型MNI由法國(guó)電力公司(EDF)研制，它以熱力發(fā)電設(shè)備(常規(guī)和核電)容量為變量，產(chǎn)生一個(gè)費(fèi)用現(xiàn)值最小的最優(yōu)投資計(jì)劃。5 電力系

29、統(tǒng)規(guī)劃容量盈虧的代價(jià)及效益分析程序包由美國(guó)電力科學(xué)院(EPRI)研制，可用于估算不同負(fù)荷增長(zhǎng)率下發(fā)電費(fèi)用期望值與備用容量數(shù)值的關(guān)系，確定在負(fù)荷增長(zhǎng)率下系統(tǒng)擴(kuò)建計(jì)劃應(yīng)采用的對(duì)策。,電力規(guī)劃應(yīng)用軟件介紹 2,6 生產(chǎn)費(fèi)用模擬程序PCS與容量擴(kuò)建及可靠性評(píng)價(jià)系統(tǒng)CERES 由俄亥俄州立大學(xué)研制，其基本原則與WASP相似，可在隨機(jī)模擬基礎(chǔ)上進(jìn)行短時(shí)段發(fā)電生產(chǎn)費(fèi)用分析，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃或靜態(tài)向前看的方法搜索最優(yōu)系統(tǒng)擴(kuò)建方案此外，還有西屋

30、公司的AGP模型，西門(mén)子公司的WAGNER模型以及比利時(shí)的GENEX等模型,電力規(guī)劃應(yīng)用軟件介紹 3,7 JASP程序包 由西安交通大學(xué)在三峽開(kāi)發(fā)方案論證過(guò)程中建立起來(lái)，采用按發(fā)電廠優(yōu)化的電源規(guī)劃模型，將電源規(guī)劃問(wèn)題分解為電源投資決策和生產(chǎn)優(yōu)化決策2個(gè)部分。以年費(fèi)用最小為目標(biāo)，以排序和爬山法進(jìn)行優(yōu)化，確定機(jī)組投產(chǎn)順序；采用計(jì)算效率和精度都比較好的等效電量函數(shù)法進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬，并計(jì)算了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。8 電力系統(tǒng)電源優(yōu)化軟件包G

31、ESP/V1.4 由北京水利電力經(jīng)濟(jì)研究所研制，采用經(jīng)驗(yàn)備用率及確定性生產(chǎn)模擬，以混合整數(shù)規(guī)劃優(yōu)化，對(duì)水電資源作了細(xì)致的考慮，可進(jìn)行多地區(qū)分區(qū)平衡、整體優(yōu)化，并提供區(qū)間的最優(yōu)潮流。,電力規(guī)劃應(yīng)用軟件介紹 4,9 多分區(qū)電力長(zhǎng)期規(guī)劃模型IRELP/Ⅰ 由清華大學(xué)研制，具有多層次結(jié)構(gòu)，第一層總體模型以混合整數(shù)規(guī)劃優(yōu)選電源結(jié)構(gòu)、水電開(kāi)發(fā)順序及電源點(diǎn)。第二、第三層在總體優(yōu)化基礎(chǔ)上，以線(xiàn)性規(guī)劃優(yōu)化水、火電廠的裝機(jī)容量，相應(yīng)的煤礦建設(shè)規(guī)模

32、，分區(qū)電力潮流，分別研究不同水文年的情況，對(duì)宏觀決策方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。10 電力系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化決策支持系統(tǒng)軟件包CAPS 由湖南省電網(wǎng)公司委托華中科技大學(xué)研制，采用基于年費(fèi)用最小原則的優(yōu)先級(jí)表法生成機(jī)組投產(chǎn)方案，采用確定性生產(chǎn)模擬。考慮了能源供應(yīng)約束和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)輸送功率對(duì)規(guī)劃結(jié)果的影響，實(shí)現(xiàn)了分層、分區(qū)的全圖形操作，可進(jìn)行多地區(qū)分區(qū)平衡。,電力規(guī)劃應(yīng)用軟件介紹 5,11 考慮能源分區(qū)平衡的電源規(guī)劃模型WHPS 2000 由華

33、中科技大學(xué)研制，從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，將已有的、指令性新建的、退役和待建的水電、核電和抽水蓄能電廠等作為一個(gè)整體，在整個(gè)時(shí)間序列上做動(dòng)態(tài)優(yōu)化，采用變步長(zhǎng)搜索法確定各類(lèi)電廠在典型日負(fù)荷曲線(xiàn)上的工作位置和工作容量以及水電棄水電量，除充分發(fā)揮水電、抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)中的作用外，還考慮了系統(tǒng)內(nèi)能源分區(qū)平衡、電力分區(qū)平衡以及分區(qū)間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)容量約束等。 此外，國(guó)內(nèi)還有許多單位進(jìn)行過(guò)規(guī)劃優(yōu)化的研究工作，如電力科學(xué)院、上海交通

34、大學(xué)、大連理工大學(xué)等。,電力規(guī)劃應(yīng)用軟件介紹 6,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,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。

35、【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。【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(lèi)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。,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)

36、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)不再負(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2～3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。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(kāi)發(fā)和利用。,市場(chǎng)環(huán)境下的電源規(guī)劃問(wèn)題,⑥ 承擔(dān)高峰負(fù)

37、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。⑦ 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。,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，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

38、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(chēng)。,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

39、業(yè)最了解市場(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(kāi)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(mén)的嚴(yán)格監(jiān)督。,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,【電源規(guī)劃可采用的模式】統(tǒng)一規(guī)劃，招標(biāo)

40、決策參考規(guī)劃，自主決策【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(kāi)始，提出幾個(gè)可能的電源和電網(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)和輸電電價(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。,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,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)

41、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)。,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)域上的合理布局。這種模式適用于像我國(guó)這樣電力發(fā)展快、市場(chǎng)機(jī)制正在建立過(guò)程中的電力市場(chǎng)，特別是電

42、力市場(chǎng)初期的電力系統(tǒng)規(guī)劃。,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,【參考規(guī)劃，自主決策】：由電網(wǎng)企業(yè)按照發(fā)揮市場(chǎng)的激勵(lì)作用，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)管的原則，統(tǒng)一進(jìn)行電源和電網(wǎng)規(guī)劃，提出規(guī)劃方案，作為各電源投資者的參考規(guī)劃，自主決策。參考規(guī)劃過(guò)程：根據(jù)負(fù)荷變化預(yù)測(cè)可能的發(fā)電選擇，先編制電網(wǎng)規(guī)劃，在電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)先的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電源和電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，形成電源和電網(wǎng)的幾個(gè)參考規(guī)劃方案。發(fā)布參考規(guī)劃方案信息，特別要包括發(fā)電計(jì)入系統(tǒng)的未來(lái)輸電電價(jià)信息。各電源投資

43、者考慮參考規(guī)劃方案進(jìn)行各自的電源項(xiàng)目規(guī)劃，并發(fā)送各自的電源規(guī)劃信息。電源規(guī)劃可能與參考的電源規(guī)劃不一致，此時(shí)則重新進(jìn)行電源和電網(wǎng)規(guī)劃研究。,市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式,經(jīng)過(guò)幾次迭代，可以形成為電源投資者和電網(wǎng)企業(yè)所接受的整個(gè)電力系統(tǒng)電源和電網(wǎng)優(yōu)化方案。參考規(guī)劃模式特點(diǎn)：體現(xiàn)了市場(chǎng)自主決策原則，同時(shí)兼顧了發(fā)電和輸電的合理要求，但電源合理布局的協(xié)調(diào)較復(fù)雜，與全局最優(yōu)可能會(huì)有一定偏差。,市場(chǎng)環(huán)境下電源建設(shè)的融資問(wèn)題,【融資新面貌】競(jìng)

44、爭(zhēng)格局下的多元化投資主體發(fā)電企業(yè)將采用多種市場(chǎng)化的融資方式【融資方式變化】銀行貸款將適度引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制股本融資將更多依賴(lài)資本市場(chǎng)電源建設(shè)將更多采用低成本融資方式新型融資方式的引入,【思考題】電源規(guī)劃的任務(wù)是什么？影響電廠容量選擇的因素有哪些？水電站備用容量確定要考慮哪些因素？市場(chǎng)環(huán)境下電源規(guī)劃與傳統(tǒng)的電源規(guī)劃有什么區(qū)別？試說(shuō)明電源規(guī)劃問(wèn)題的解決步驟和流程。,電源規(guī)劃,參考文獻(xiàn)：程浩忠．電力系統(tǒng)規(guī)劃．北京：中國(guó)電力出