电力系统规划与可靠性讲座电源规划修改.pptx

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1、会计学1电力系统电力系统(din l x tn)规划与可靠性讲规划与可靠性讲座座 电源规划修改电源规划修改第一页，共65页。概述概述(i sh)电源规划的任务及分类电源规划的任务及分类电电 源源 规规 划划 的的 投投 资资 决决 策策 原原 则则(yunz)(yunz)电源规划的经济评价方法电源规划的经济评价方法2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研究所632第1页/共65页第二页，共65页。电源规划电源规划(guhu)的任的任务及分类务及分类【任务】【任务】对对电电力力系系统统电电源源布布局局进进行行策策略略研研究究，其其

2、任任务务是是根根据据规规划划期期内内预预测测的的负负荷荷需需要要量量，通通过过电电力力电电量量平平衡衡得得到到需需新新增增的的发发电电容容量量，在在满满足足(m(m nz)nz)负负荷荷需需要要求求并并达达到到各各种种技技术术指指标标的的条条件件下下，确确定定在在何何时时、何何地地新新建建（或或新新增增）何何种种类类型型、何何种种规规模模的的发发电电厂厂（或或机机组组），使使规规划划期期内内电电力力系系统统能能安安全全运运行且投资经济合理。行且投资经济合理。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制信息与控制研究所研究所633第2页/共65页第三页

3、，共65页。【分类】【分类】按规划期长短分类：短期电源规划、中长期电源规划。按规划期长短分类：短期电源规划、中长期电源规划。短期电源规划短期电源规划:考虑未来考虑未来1 15 5年的发展情况，规划的具体内容包括：年的发展情况，规划的具体内容包括：确定发电设备的维修计划。确定发电设备的维修计划。分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益。分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益。分析与相邻电力系统互联的效益及互连方案。分析与相邻电力系统互联的效益及互连方案。确定燃料需求量及购买、运输、存储确定燃料需求量及购买、运输、存储(cn ch(cn ch)计划。计划。中长期电源规划：中长期电源规划：考虑考虑10

4、103030年的发展情况，解决以下问题：年的发展情况，解决以下问题：何时、何地扩建新发电机组。何时、何地扩建新发电机组。扩建什么类型及多大容量的发电机组。扩建什么类型及多大容量的发电机组。现有发电机组的退役及更新计划。现有发电机组的退役及更新计划。燃料的需求量及解决燃料问题的策略。燃料的需求量及解决燃料问题的策略。采用新发电技术（如太阳能发电）的可能性。采用新发电技术（如太阳能发电）的可能性。采用负荷管理系统对系统电力、电量平衡的影响。采用负荷管理系统对系统电力、电量平衡的影响。与相邻电力系统进行电力交换的可能性。与相邻电力系统进行电力交换的可能性。第3页/共65页第四页，共65页。电源规划电

5、源规划(guhu)的投资的投资决策原则决策原则 电电源源规规划划与与系系统统负负荷荷预预测测、电电力力电电量量平平衡衡、发发电电厂厂厂厂址址选选择择、发发电电机机组组类类型型和和规规模模、燃燃料料来来源源及及其其运运输输(ynsh)(ynsh)条条件件、水水库库调调节节、系系统统运运行行、电电力力网网络络规规划划和和各各种种技技术术经经济济指指标标的的选选择择等等一一系系列列问问题题密密切切相相关关，这这就就决决定定了了其其决决策策过过程程必必须须与与多多个个部部门门配配合合，因因此此是是一一项项繁繁琐琐而而艰艰巨巨的的任任务务。由由于于电电源源规规划划的的投投资资规规模模大大、周周期期长长，

6、对对国国民民经经济济的的发发展展影影响大，因此在制定电源规划方案时，必须遵循一定的原则：响大，因此在制定电源规划方案时，必须遵循一定的原则：参与经济计算和比较的各个电源规划方案必须具有可比性。参与经济计算和比较的各个电源规划方案必须具有可比性。必必须须确确定定合合理理的的经经济济计计算算年年限限，比比较较方方案案的的计计算算年年限限要要一一致致（采采用用年年费费用用最最小法时可不一致）。小法时可不一致）。确定合理的经济比较标准。确定合理的经济比较标准。在在投投资资决决策策中中，各各项项费费用用和和收收益益，如如建建设设期期的的投投资资、运运营营期期的的年年费费用用和和效效益益，都要考虑资金的时

7、间因素，并以同一时间为基准。都要考虑资金的时间因素，并以同一时间为基准。决策过程必须统筹兼顾国民经济的整体利益，与相关部门密切配合。决策过程必须统筹兼顾国民经济的整体利益，与相关部门密切配合。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所635第4页/共65页第五页，共65页。电源电源电源电源(dinyun)(dinyun)规划的经济评规划的经济评规划的经济评规划的经济评价方法价方法价方法价方法【意义】电源规划方案的经济评价是电源规划中不可缺少的环节。【意义】电源规划方案的经济评价是电源规划中不可缺少的环节。【目目的的】根根据据国国

8、民民经经济济整整体体发发展展战战略略及及地地区区发发展展规规划划的的要要求求，计计算算各各方方案案的的投投入入费费用用和和产产出出效效益益，进进行行多多方方案案的的技技术术经经济济比比较较，进进而而从从中中选选择择对对国国民民经经济济发发展展最最有有益益的方案。的方案。【惯惯例例】对对于于各各种种可可行行的的电电源源规规划划方方案案，通通常常认认为为有有相相同同的的经经济济效效益益，因因此此在在满满足足负负荷荷需需求求和和各各种种约约束束条条件件下下及及技技术术经经济济指指标标下下，总总投投入入最最小小的的方方案案就就是是最最经经济济的的方方案。案。【投投资资(tu(tu z)z)分分摊摊】如

9、如果果某某个个方方案案除除了了满满足足发发电电效效益益以以外外，还还可可带带来来其其它它利利益益，则则可可以采用投资以采用投资(tu z)(tu z)分摊或计入方案费用的方法进行比较。分摊或计入方案费用的方法进行比较。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所636第5页/共65页第六页，共65页。电厂容量电厂容量(rngling)的的选择选择【目目的的】确确定定(qudng)(qudng)每每个个拟拟建建电电厂厂的的建建设设规规模模，是下一步做系统电源规划方案的基础。是下一步做系统电源规划方案的基础。【主要内容】：【主要内容】

10、：影响电厂容量的主要因素影响电厂容量的主要因素水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择热电厂容量选择热电厂容量选择抽水蓄能式电站容量选择抽水蓄能式电站容量选择凝汽式电厂容量选择凝汽式电厂容量选择2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息电气工程学院电力信息与控制研究所与控制研究所637第6页/共65页第七页，共65页。影响影响(yngxing)电厂容量的主要电厂容量的主要因素因素n n规划地区（即电厂供电地区）负荷规划地区（即电厂供电地区）负荷(fh)(fh)的影响的影响n n动力资源条件的影响动力资源条件的影响n n厂址条件的影响厂址条件的影响n n系统规模的影

11、响系统规模的影响n n设备规模及供应条件的影响设备规模及供应条件的影响第7页/共65页第八页，共65页。影响电厂容量的主要影响电厂容量的主要(zhyo)因素因素【规划地区（即电厂供电地区）负荷的影响】【规划地区（即电厂供电地区）负荷的影响】负荷大小的影响。负荷需求的大小决定了建设电厂的总容量。负荷大小的影响。负荷需求的大小决定了建设电厂的总容量。负负荷荷分分布布的的影影响响。负负荷荷比比较较集集中中(jzhng)(jzhng)的的地地区区适适宜宜建建大大电电厂厂，而而负负荷荷分分散散的的地区则可考虑减小规模电厂。地区则可考虑减小规模电厂。负负荷荷方方式式的的影影响响。对对于于宜宜带带尖尖峰峰负

12、负荷荷的的水水电电厂厂来来说说，如如果果地地区区负负荷荷峰峰谷谷差差大大，尖尖峰峰负负荷荷较较高高，则则在在相相同同保保证证出出力力下下可可以以多多装装机机，容容量量可可以以选选得得大大些些，以以充充分分发发挥挥水水电电的的效效益益。对对于于热热电电厂厂来来说说，如如果果热热负负荷荷在在年年内内比比较较均均衡衡，年年最最大大负负荷荷利利用用小小时时数数较较高高，则则热热电电厂厂的的容容量量可可以以选选得得大大些些，以以便便获获得得较较多多的的热热化化电能。电能。负负荷荷增增长长速速度度的的影影响响。大大容容量量电电厂厂采采用用大大机机组组，适适应应负负荷荷迅迅速速增增长长的的能能力力强强。因此

13、负荷增长迅速时，有利于大容量电厂的兴建。因此负荷增长迅速时，有利于大容量电厂的兴建。2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与工程学院电力信息与控制研究所控制研究所639第8页/共65页第九页，共65页。影响电厂容量的主要影响电厂容量的主要(zhyo)因素因素【动力资源条件的影响】【动力资源条件的影响】资资源源条条件件对对电电厂厂容容量量影影响响很很大大，对对水水电电厂厂它它起起决决定定件件的的作作用用，对对火火电电厂厂它它也也有有一一定定影影响响。对对燃燃料料供供应应方方便便而而又又可可靠靠的的坑坑口口电电厂厂容容量量可可以以选选得得大大些些，对对建建在在负负荷

14、荷中中心心、远远离离矿矿区区的的电电厂厂则则燃燃料料供供应应条条件件是是影影响响电电厂厂规规划划(guhu)(guhu)容量的因素之一。容量的因素之一。【厂址条件的影响】【厂址条件的影响】火火电电厂厂的的厂厂址址条条件件主主要要指指供供水水、煤煤场场、灰灰场场、交交通通运运输输条条件件、地地质质地地形形、环环保保要要求求等等条条件件。它它们们往往往往对对电电厂厂容容量量影影响响很很大大。水水电电厂厂的的厂厂址址条条件件，如如坝坝址址的的地地质质条条件件、库库区区的的移移民民问问题题、坝坝址址地地形形及及施施工工条条件件、水水利利枢枢纽纽布布置置及输电线路可行路径条件等也对其电厂选址和电厂容量起

15、很大的作用。及输电线路可行路径条件等也对其电厂选址和电厂容量起很大的作用。2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与工程学院电力信息与控制研究所控制研究所6310第9页/共65页第十页，共65页。影响电厂容量的主要影响电厂容量的主要(zhyo)因素因素【系统规模的影响】【系统规模的影响】当电厂联人系统时，系统规模越大，负荷需求越大则在满足同当电厂联人系统时，系统规模越大，负荷需求越大则在满足同样可靠性要求前提下，电厂的容量可选得大些。因为大电厂可以采样可靠性要求前提下，电厂的容量可选得大些。因为大电厂可以采用大机组，效率较小机组要高。若果采用大机组可以满足系统的可

16、用大机组，效率较小机组要高。若果采用大机组可以满足系统的可靠性要求，则它在经济上就是合理的。一般来说，电厂的最大容量靠性要求，则它在经济上就是合理的。一般来说，电厂的最大容量不越过系统的总事故备用为宜，单机容量以不大于系统最大负衡的不越过系统的总事故备用为宜，单机容量以不大于系统最大负衡的1010为宜。为宜。【设备规模及供应条件的影响】【设备规模及供应条件的影响】电厂容量大小与装机台数及单机容量大小有关，一个电厂的机组电厂容量大小与装机台数及单机容量大小有关，一个电厂的机组台数不宜过多，如果单台机组容量较小，则电厂的容量也较小。在台数不宜过多，如果单台机组容量较小，则电厂的容量也较小。在规划电

17、厂容量时应根据系统规划及设备规范选用规划电厂容量时应根据系统规划及设备规范选用(xu(xu nyng)nyng)合理的机合理的机组容量，并确定电厂容量。组容量，并确定电厂容量。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研究所6311第10页/共65页第十一页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所6312第11页/共65页第十二页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27

18、武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与与控制研究所控制研究所6313第12页/共65页第十三页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制信息与控制研究所研究所6314第13页/共65页第十四页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所6315第14页/共65页第十五页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/

19、2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息电气工程学院电力信息与控制研究所与控制研究所6316第15页/共65页第十六页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与信息与控制研究所控制研究所6317第16页/共65页第十七页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所6318第17页/共65页第十八页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(

20、xunz)2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与控制工程学院电力信息与控制研究所研究所6319第18页/共65页第十九页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与工程学院电力信息与控制研究所控制研究所6320第19页/共65页第二十页，共65页。水电厂装机容量选择水电厂装机容量选择(xunz)2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息与控制电气工程学院电力信息与控制研究所研究所6321第20页/共65页第二十一页，共65页。要确定热电厂的

21、装机方案，需要解决地区集中供热系要确定热电厂的装机方案，需要解决地区集中供热系数的选择数的选择(xunz)(xunz)及集中供热负荷的分配，电厂热化系及集中供热负荷的分配，电厂热化系数的选择数的选择(xunz)(xunz)及其经济容量，热化机组型式的选择及其经济容量，热化机组型式的选择(xunz)(xunz)等问题。等问题。地区集中供热系数的选择地区集中供热系数的选择(xunz)(xunz)集中供热系数集中供热系数:地区总热负荷中由集中供热（包括热电厂、区地区总热负荷中由集中供热（包括热电厂、区域锅炉房）供应部分的比重域锅炉房）供应部分的比重注意：集中供热系数并不是越接近注意：集中供热系数并不

22、是越接近1 1越好，因为总有一部分越好，因为总有一部分过于分散又较小的热负荷是不宜于联入热网的，若将它过于分散又较小的热负荷是不宜于联入热网的，若将它们联入热网会导致供热网的费用大大高于集中供热的效们联入热网会导致供热网的费用大大高于集中供热的效益。益。热电厂容量热电厂容量(rngling)选择选择2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力电气工程学院电力信息与控制研究所信息与控制研究所6322第21页/共65页第二十二页，共65页。集中供热负荷分配：可以是由一个热电厂提供，也可以是几个热电集中供热负荷分配：可以是由一个热电厂提供，也可以是几个热电厂共同分担或者加

23、上部分区域锅炉房供热。当热负荷大且分布广时，厂共同分担或者加上部分区域锅炉房供热。当热负荷大且分布广时，有多个热电厂共同分担更为经济合理，因为热网建设费用对热电厂有多个热电厂共同分担更为经济合理，因为热网建设费用对热电厂的的经济供热范围起决定性的作用的的经济供热范围起决定性的作用(zuyng)(zuyng)。涉及到多个热电厂。涉及到多个热电厂分担供热时，要进行两方面的分析比较。分担供热时，要进行两方面的分析比较。热电联产与热电分产的方案比较，其中热电联产即热电厂既供热又热电联产与热电分产的方案比较，其中热电联产即热电厂既供热又供电，热电分产即为凝汽式电厂加区域锅炉房，一般利用比较开支供电，热电

24、分产即为凝汽式电厂加区域锅炉房，一般利用比较开支现值大小的方法对联产和分产的方案做出选择。现值大小的方法对联产和分产的方案做出选择。热电厂容量热电厂容量(rngling)选择选择2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与与控制研究所控制研究所6323第22页/共65页第二十三页，共65页。热电厂的经济热电厂的经济(jngj)(jngj)容量的选择，即确定热电厂经济容量的选择，即确定热电厂经济(jngj)(jngj)合理的热负荷量，使其单位供热能力所需的计算费用合理的热负荷量，使其单位供热能力所需的计算费用为最小。因热电厂容量越大，则单位供热所需的投资

25、及运行费为最小。因热电厂容量越大，则单位供热所需的投资及运行费低，但容量大、供热集中，则热网的建设及维护费低，但容量大、供热集中，则热网的建设及维护费 用也大，这两方面综合权衡，就可以找用也大，这两方面综合权衡，就可以找 到热电厂的经济到热电厂的经济(jngj)(jngj)容量容量 的范围，如图的范围，如图 图中：图中：1-1-热网费用曲线，热网费用曲线，2-2-热电厂费用曲线，热电厂费用曲线，3-3-总费用曲线总费用曲线热电厂容量热电厂容量(rngling)选择选择2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息与控制电气工程学院电力信息与控制研究所研究所6324

26、第23页/共65页第二十四页，共65页。注注意意：就就热热电电厂厂本本身身来来说说，总总费费用用最最低低时时的的容容量量就就是是其其经经济济容容量量，此此时时电电厂厂本本身身经经济济效效果果最最好好。就就热热网网整整体体来来说说，则则还还有有一一个个超超过过热热电电厂厂经经济济容容量量部部分分的的热热负负荷荷(fh)(fh)如如何何供供应应，或或者者多多个个热热电电厂厂或或热热电电厂厂与与区区域域锅锅炉炉房房之之间间如如何何分分配配热热负负荷荷(fh)(fh)的的问问题题，这这需需要要在在每每个个热热源源经经济济容容量量的的基基础础上上列列出出几几个个供供热热方方案案，经经技技术术经经济济比比

27、较较后后确确定。定。热电厂热化系数的选择热电厂热化系数的选择热热化化系系数数：通通常常指指汽汽轮轮机机供供热热负负荷荷(fh)(fh)占占最最大大热热负负荷荷(fh)(fh)的的比比例例热电厂容量热电厂容量(rngling)选选择择2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与与控制研究所控制研究所6325第24页/共65页第二十五页，共65页。注注意意：有有时时也也按按年年汽汽轮轮机机供供热热量量占占总总供供热热量量的的比比例例来来定定义义热热化化系数，即将式系数，即将式 中的相应量变换为年总供应量。中的相应量变换为年总供应量。知知道道热热化化系系数数

28、后后，根根据据(gnj)(gnj)热热电电厂厂热热、电电的的成成本本与与费费用用分分摊摊的原则及指标即可确定其容量。的原则及指标即可确定其容量。热电厂容量热电厂容量(rngling)选择选择2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与与控制研究所控制研究所6326第25页/共65页第二十六页，共65页。抽水蓄能电站：利用电力系统负荷低谷时富裕的容量抽水蓄能，在抽水蓄能电站：利用电力系统负荷低谷时富裕的容量抽水蓄能，在高峰负荷时放水发电，担任高峰负荷时放水发电，担任(dnrn)(dnrn)系统的调峰、调频任务。系统的调峰、调频任务。电站容量确定步骤电站容

29、量确定步骤抽水蓄能式电站容量抽水蓄能式电站容量(rngling)选择选择2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所6327第26页/共65页第二十七页，共65页。抽水抽水(chu shu)蓄能式电站容蓄能式电站容量选择量选择2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息与控制研究所电气工程学院电力信息与控制研究所6328第27页/共65页第二十八页，共65页。凝汽式电厂容量凝汽式电厂容量(rngling)选择选择2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与信息

30、与控制研究所控制研究所6329 在在电电力力规规划划中中，往往往往首首先先确确定定热热电电厂厂和和水水电电厂厂的的容容量量，电电力力电电量量平平衡衡不不足足的的部部分分有有凝凝汽汽式式电电厂厂承承担担。然然后后将将需需要要新新增增加加的的凝凝汽汽式式电电厂厂容容量量按按各各个个可可能能的的建建厂厂厂厂址址条条件件、经经济济性性及及可可见见规规模模、建建设设条条件件等等依依次次分配。分配。凝凝汽汽式式发发电电厂厂本本身身每每单单位位千千瓦瓦的的计计算算费费用用是是随随着着电电厂厂容容量量的的增增加加而而减减小小，而而输输变变电电工工程程每每千千瓦瓦能能力力的的年年费费用用随随电电厂厂容容量量增增

31、大大先先下下降降后后增增加加。因因此此同同热热电电厂厂经经济济容容量量确确定定一一样样，权权衡衡两两者者，总总费费用用最最小小值值对对应应的的电电厂厂容容量量即即为为其其经经济济容容量量。实实际际中中计计算算费费用用在在最最低低点点附附近近(fjn)(fjn)变变化化很很平平缓缓，容量可在其附近容量可在其附近(fjn)(fjn)选择。选择。注注意意：在在电电厂厂采采用用不不同同容容量量的的机机组组时时期期计计算算费费用用曲曲线线是是不不同同的的。若若厂厂址址条条件件对对电电厂厂容容量量的的限限制制有有个个限限制制值值，则则可可从从各各种种单单机机容容量量的的计计算算费费用用曲曲线中同时选定电厂

32、容量及易于采用的单机容量。线中同时选定电厂容量及易于采用的单机容量。第28页/共65页第二十九页，共65页。电源电源(dinyun)规划规划数学模型数学模型2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研与控制研究所究所6330【主要内容】【主要内容】电源规划的数学模型电源规划的数学模型目标目标(mbio)(mbio)函数函数约束条件约束条件投资决策问题投资决策问题生产模拟问题生产模拟问题第29页/共65页第三十页，共65页。电源电源(dinyun)规划的数规划的数学模型学模型2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与工

33、程学院电力信息与控制研究所控制研究所6331 【电源【电源(dinyun)(dinyun)规划的数学模型一般形式】规划的数学模型一般形式】第30页/共65页第三十一页，共65页。电源电源(dinyun)规划的规划的数学模型数学模型2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力电气工程学院电力信息与控制研究所信息与控制研究所6332【模型【模型(mxng)(mxng)说明】说明】第31页/共65页第三十二页，共65页。目标目标(mbio)函函数数2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研与控制研究所究所6333【目标函数

34、】【目标函数】一般为系统总投资费用最小。一般为系统总投资费用最小。总投资费用包括两个部分：一部分与安装发电机组容量有关，如发电厂的投资费用；另总投资费用包括两个部分：一部分与安装发电机组容量有关，如发电厂的投资费用；另一部分与发电机组的实际输出功率有关，如发电厂的运行费用，其中主要是发电厂的一部分与发电机组的实际输出功率有关，如发电厂的运行费用，其中主要是发电厂的燃料燃料(rnlio)(rnlio)费用。费用。【多目标处理】【多目标处理】在实际应用中，规划目标不仅仅是投资费用和运行费用，还包括其它效益和支出，如计在实际应用中，规划目标不仅仅是投资费用和运行费用，还包括其它效益和支出，如计及可靠

35、性指标、输电线路费用、未来的不确定性因素（如负荷预测、水文数据及市场及可靠性指标、输电线路费用、未来的不确定性因素（如负荷预测、水文数据及市场因素）等，故电源规划是一个多目标规划问题。对此，具体处理方法是多样的，常用因素）等，故电源规划是一个多目标规划问题。对此，具体处理方法是多样的，常用的方法是将不同的目标函数乘以不同的权值形成一个新的目标函数，从而转化为单目的方法是将不同的目标函数乘以不同的权值形成一个新的目标函数，从而转化为单目标问题处理。标问题处理。第32页/共65页第三十三页，共65页。约束条件约束条件2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息

36、与控制研究所信息与控制研究所6334 对于不同的系统，以及不同的规划模型，约束条件都是有对于不同的系统，以及不同的规划模型，约束条件都是有差异的。差异的。【电源【电源(dinyun)(dinyun)建设施工约束】建设施工约束】第33页/共65页第三十四页，共65页。约束条件约束条件2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研与控制研究所究所6335第34页/共65页第三十五页，共65页。约束条件约束条件2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与信息与控制研究所控制研究所6336【系统【系统(xt(xt n

37、g)ng)运行约束】运行约束】第35页/共65页第三十六页，共65页。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研究所6337第36页/共65页第三十七页，共65页。2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与控制研究所工程学院电力信息与控制研究所6338【备用容量约束】【备用容量约束】【可靠性约束】【可靠性约束】常采用两种方法，一种是将可靠性指标计入约束中；另一种是将其常采用两种方法，一种是将可靠性指标计入约束中；另一种是将其做某种处理，计入目标函数。鉴于具体情况的差异，不同系统的电源规划做某种处理，计

38、入目标函数。鉴于具体情况的差异，不同系统的电源规划采用统一的可靠性指标并不现实采用统一的可靠性指标并不现实(xinsh)(xinsh)。此外，在制定可靠性指标时要考。此外，在制定可靠性指标时要考虑其经济性，例如在建立的目标函数中综合考虑经济性和经济情况处置和虑其经济性，例如在建立的目标函数中综合考虑经济性和经济情况处置和停电损失的费用，这类处理方法在电源规划研究中被大量采用。停电损失的费用，这类处理方法在电源规划研究中被大量采用。第37页/共65页第三十八页，共65页。约束条件约束条件2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所6

39、339【说明】【说明】根据所采取根据所采取(c(c iq iq)的规划模型不同，除了上述常用约束条的规划模型不同，除了上述常用约束条件，可能还要考虑输电能力约束、最小开发容量约束、火电件，可能还要考虑输电能力约束、最小开发容量约束、火电年利用小时数约束、抽水蓄能电站约束、核电厂基能约束以年利用小时数约束、抽水蓄能电站约束、核电厂基能约束以及分布式发电机组约束等。以上列出的约束条件的表达方式及分布式发电机组约束等。以上列出的约束条件的表达方式在不同的模型中是不同的，处理方式也有差异。在不同的模型中是不同的，处理方式也有差异。第38页/共65页第三十九页，共65页。投资决策问题投资决策问题(wnt

40、)2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息与控制研究所电气工程学院电力信息与控制研究所6340 在电源规划数学模型中，变量可以分为离散变量与连续在电源规划数学模型中，变量可以分为离散变量与连续变量两类，据此可以将电源规划模型分解为电源投资决策变量两类，据此可以将电源规划模型分解为电源投资决策和生产模拟两部分，这两部分可采用不同的优化技术，相和生产模拟两部分，这两部分可采用不同的优化技术，相应的电源规划过程也被分为相互关联的两个阶段。应的电源规划过程也被分为相互关联的两个阶段。【投资决策问题】【投资决策问题】以离散变量为主要变量，其解反映的是方案中各项目的以离

41、散变量为主要变量，其解反映的是方案中各项目的建设与投产年份，以及建设与投产年份，以及(y(y j)j)厂址、机组类型和容量等，同时厂址、机组类型和容量等，同时确定方案中与投资成本对应的费用。确定方案中与投资成本对应的费用。第39页/共65页第四十页，共65页。2023/2/27武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力电气工程学院电力信息与控制研究所信息与控制研究所6341【生产模拟问题】【生产模拟问题】在投资决策条件给定的前提下，对方案中的运行成本逐在投资决策条件给定的前提下，对方案中的运行成本逐年进行详细优化计算的问题。年进行详细优化计算的问题。随机生产模拟随机生产模拟:考虑规

42、划期内可能存在诸如各机组的非计划强迫考虑规划期内可能存在诸如各机组的非计划强迫停运、未来停运、未来(wili)(wili)电力负荷的随机波动、水电厂来水量变化等电力负荷的随机波动、水电厂来水量变化等不确定性约束。不确定性约束。随机生产模拟优点：可获得方案中各机组的期望生产电能、生随机生产模拟优点：可获得方案中各机组的期望生产电能、生产费用及电源可靠性指标，为电源规划的决策提供准确的反馈产费用及电源可靠性指标，为电源规划的决策提供准确的反馈信息。信息。第40页/共65页第四十一页，共65页。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研

43、究所6342随机生产模拟的基本随机生产模拟的基本(jbn)(jbn)问题问题一般持续负荷曲线，如图一般持续负荷曲线，如图第41页/共65页第四十二页，共65页。生产生产(shngchn)模拟问题模拟问题2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研究所6343第42页/共65页第四十三页，共65页。2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(dinq)工程学院电力信息与控制研究所工程学院电力信息与控制研究所6344第43页/共65页第四十四页，共65页。生产模拟生产模拟(mn)问问题题2023/2/27武汉大学电气武汉大学电气(din

44、q)工程学院电力信息与控制工程学院电力信息与控制研究所研究所6345等效持续等效持续(chx)(chx)负荷曲线：把发电机组故障影响当成等效负负荷曲线：把发电机组故障影响当成等效负荷对原始负荷曲线不断修正的结果。当发电机组故障时，系统荷对原始负荷曲线不断修正的结果。当发电机组故障时，系统的等效负荷就要增大。关于这一概念的几何解释可参照图的等效负荷就要增大。关于这一概念的几何解释可参照图第44页/共65页第四十五页，共65页。生产模拟生产模拟(mn)问题问题2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制信息与控制研究所研究所6346第45页/共65页第四

45、十六页，共65页。生产模拟生产模拟(mn)问题问题2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研究所6347第46页/共65页第四十七页，共65页。2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制研究所信息与控制研究所6348【随机生产过程模拟】【随机生产过程模拟】原始资料：负荷资料和发电机组的技术经济数据。原始资料：负荷资料和发电机组的技术经济数据。负负荷荷资资料料作作用用：用用来来形形成成研研究究期期间间的的原原始始持持续续负负荷荷曲曲线线及及最最大大负负荷荷曲曲线线。最最大大负负荷荷曲曲线

46、线是是指指每每月月或或每每周周的的最最大大负负荷荷按按时时间间序序列列形形成成的的曲曲线线，它它的的用用途途是是安安排排检修计划。检修计划。火火电电机机组组的的数数据据：发发电电机机组组的的类类型型、容容量量，发发电电机机组组的的台台数数，各各发发电电机机组组的的平平均均煤煤耗耗率率，燃燃料料价价格格，发发电电机机组组的的强强迫迫停停运运率率，发发电电机机组组的的最最小小输输出出功功率率，发发电机组所需的检修时间。电机组所需的检修时间。水水电电特特性性：首首先先，水水电电机机组组的的发发电电量量是是由由水水文文条条件件(tiojin)(tiojin)及及水水库库调调度度决决定定的的，因因此此在

47、在发发电电调调度度中中水水电电机机组组的的发发电电量量是是给给定定的的已已知知量量。其其次次，由由于于水水库库上上下下游游水水位位变变动动，水水电电机机组组的的发发电电功功率率可可能能达达不不到到其其额额定定容容量量。这这种种由由水水力力条条件件(tiojin)(tiojin)决决定定的的水水电电机机组组的的实实际际发发电电能能力力称称为为预预想想输输出出功功率率。在在生生产产调调度度中中我我们应该用预想输出功率代替水电机组的容量参与电力平衡。们应该用预想输出功率代替水电机组的容量参与电力平衡。第47页/共65页第四十八页，共65页。生产生产(shngchn)模拟问题模拟问题2023/2/27

48、武汉大学武汉大学(w hn d xu)电气工程学院电力信息电气工程学院电力信息与控制研究所与控制研究所6349假假定定电电力力系系统统只只包包含含火火电电机机组组，且且检检修修计计划划已已知知，即即参参与与运运行行的的发发电电机组已全部确定，则随机机组已全部确定，则随机(su j)(su j)生产模拟的过程及步骤如下：生产模拟的过程及步骤如下：第48页/共65页第四十九页，共65页。第49页/共65页第五十页，共65页。生产模拟生产模拟(mn)问题问题2023/2/27武汉大学电气工程学院电力武汉大学电气工程学院电力(dinl)信息与控制信息与控制研究所研究所6351第50页/共65页第五十一

49、页，共65页。第51页/共65页第五十二页，共65页。生产生产(shngchn)模拟问题模拟问题2023/2/27武汉大学电气工程学院电力信息武汉大学电气工程学院电力信息(xnx)与控制研究所与控制研究所6353随机生产模拟方法简介随机生产模拟方法简介傅立叶级数法：用傅立叶级数法：用5050100100项傅立叶级数描述持续负荷曲线，然后项傅立叶级数描述持续负荷曲线，然后在傅立叶领域内进行卷积计算。在傅立叶领域内进行卷积计算。标准卷积法：将概率学中对随机变量概率分布函数的卷积计算公标准卷积法：将概率学中对随机变量概率分布函数的卷积计算公式作为算法的核心，其概念清晰，但计算量大。式作为算法的核心，

50、其概念清晰，但计算量大。半不变量法：用随机分布的数字特征半不变量法：用随机分布的数字特征半不变量来描述系统的半不变量来描述系统的持续负荷曲线和各发电机组的随机停运。持续负荷曲线和各发电机组的随机停运。等效电量函数法：先求出电力系统在不同负荷水平下的电量需求等效电量函数法：先求出电力系统在不同负荷水平下的电量需求（即形成电量函数），然后再考虑（即形成电量函数），然后再考虑(k(k ol ol)发电机组故障时直接修发电机组故障时直接修正各负荷水平所需的电量（即修正等效电量函数），这样就可以正各负荷水平所需的电量（即修正等效电量函数），这样就可以非常方便的完成随机生产模拟计算。非常方便的完成随机生产