发电厂经济运行课程设计教学指导书.doc

发电厂经济运行课程设计教学指导书一、 课程设计概述1 目的：培养学生的发电厂经济运行模拟与仿真的计算机编程能力，掌握发电厂运行的相关知识。2 使用的工具：Matlab。3 基本要求：掌握水火电混合发电计划的数学模型，优化计算方法，水火电混合发电计划的基本步骤。4 由于课程设计时间所限，本次设计不考虑机组组合，只考虑经济功率分配。具体数学模型见附件1。5 考核办法：总成绩=出勤情况+设计报告+面试成绩。6 参考教材： 发电厂经济运行与管理课件 葛炬 电网运行技术课件 舒隽 MATLAB入门、MATLAB线性规划课件二、基础知识的要求1 掌握matlab求解水火电混合发电计划的方法。2 matlab的要求：变量的类型，变量的定义，数组的定义和赋值。线性规划函数linprog的使用，各种条件判断语句，循环语句的使用。3 对matlab环境的掌握：打开文件，保存文件，另存文件，断点的设置，单步调设置。学会看帮助，在调试过程中结束程序运行等。4 发电厂经济运行与管理课程中涉及到的关于水火电混合发电计划的基本知识。三、课程设计内容1 根据算例1数据，建立火电经济调度数学模型。2 将所建立模型转化成为标准的线性规划模型（见linprog的使用说明）。3 在matlab中，采用线性规划法（linprog）求解所建立的模型。计算结果体现各机组的功率输出以及购电成本等，并用图形显示这些数据随时段的变化曲线。4 根据算例2数据，建立水火电混合发电计划数学模型。5 将所建立模型转化成为标准的线性规划模型（见linprog的使用说明）。6 在matlab中，采用线性规划法（linprog）求解所建立的模型。计算结果体现各机组的功率输出、水库库容、发电流量、弃水流量以及购电成本等，并用图形显示这些数据随时段的变化曲线。7 算例1数据（1） 全局参数：火电机组数目水电机组数目时段数目时段时间2021小时（2） 机组参数 单位 功率：MW 速度 MW/h机组名称机组类型最大功率输出最小功率输出升降出力速度1火电6001002002火电400100200（3） 机组火电机组边际成本 单位：功率MW 价格元/MWh机组名称边际成本13402400（4） 负荷数据 单位：（MW）时段负荷140027008 算例2数据 （1） 全局参数：火电机组数目水电机组数目时段数目时段时间2221小时（2） 机组参数 单位 功率：MW 机组名称机组类型最大功率输出最小功率输出升降出力速度初始发电功率1火电6001002002002火电4001002002003水电40004002004水电4000400200其中，3号、4号水电厂形成梯级关系，3号机组处于上游，4号机组处于下游，两电厂之间水流时滞是1小时。（3） 负荷数据 单位：（MW）时段负荷14002700（4） 机组火电机组边际成本 单位：功率MW 价格元/MWh机组名称边际成本13402400（5） 水电机组水能转换公式 功率MW 流量（）（6） 水电厂参数机组名称最小发电流量()最大发电流量()自然入流()最小库容()最大库容()初始库容()末期库容()初始发电流量()初始弃水量()30202090110100100004020207090808000假设每个时段的自然入流都为20。四、课程设计进度安排第一天 老师讲解本次设计的任务安排及相关知识，学习Matlab基本界面使用第二天 学习Matlab基本知识1 定义一个向量，对该向量赋值，并显示该向量2 定义两个二维矩阵，对两个矩阵赋值，实现两个矩阵的加、减和乘，并显示该结果3 学会调试技巧、包括断点设置、单步调试等4 学会在workspace中查看变量的值。学会在command window中查看程序运行结果第三天 实现matlab帮助中linprog求解线性规划的例子，并开始算例1建模。第四天 算例1建模第五天 算例1编程第六天 算例2建模第七天 算例2编程第八天 算例2编程第九天 算例2编程第十天 验收二、 设计注意事项1 Matlab的语法与C语言类似，但数学运算功能比C语言强大很多。2 Matlab是区分大小写的。3 Matlab中的向量或数组从1开始计数。4 不要在实验室吃东西。三、 预习及思考问题1 如果不考虑机组升降出力速度，优化结果有何不同？2 如果不考虑末期库容约束，优化结果有何不同？3 如果不考虑最大发电流量，优化结果有何不同？4 设计中遇到的问题和解决的办法。5 通过这个课程设计，你有哪些收获？对该课有何建议？四、 实验报告的内容1 程序流图2 源程序及其程序中的符号说明集3 程序计算结果4 回答预习及思考问题附件1：水火电混合发电计划水火电混合发电计划的目标函数是计划周期内系统总的购电成本最小。如果不考虑机组组合，水火电混合发电计划的简化数学模型如下：2.2.1目标函数 式中：-火电机组集合；T-为交易周期内的时段数；-为第i台火电机组的边际成本；-为第i台火电机组的功率输出；2.2.2约束条件(1)系统有功功率平衡等式约束 式中 ： -为时段t的系统预测负荷；-水电厂集合-水电厂h功率输出(2)机组最小和最大功率约束 ， ，(3)机组跟踪负荷能力（即升降功率速度约束）约束 ， ，式中: -第i台火电机组最大升降功率速度（4）水电机组水能转换公式 ，式中: -第h台水电机组电能转换系数-第h个水电厂发电流量（5）水电机组水量平衡式 ，式中: -第h个水电厂水库库容-第h个水电厂弃水流量-第h个水电厂自然入流-第h个水电厂直接上游电站集合（6）弃水约束 ，（7）发电流量约束 ，（8）库容约束 ，（8）初始库容 （9）末期库容 （10）初始发电流量 （11）初始弃水量 （12）初始功率输出