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1、机组负荷最优分配问题的动态规划模型1211封梅,吕春光,王振吉,刘微(11河北化工医药职业技术学院,河北石家庄050031;21河北师大附中,河北石家庄050011)摘要:当前燃料价格居高,依靠设备改造、提高电价来提高经济效益的空间又比较有限,因此努力降低成本,实现电厂多台机组间负荷的科学调度,增强发电企业的投入产出就显得非常重要。当电厂的负荷确定之后,如何在并列运行的发电机组之间取得一个经济合理的分配,是一个能有效降低电厂成本、提高经济效益的重要途径。本文考虑发电成本是出力的二次函数及分时段负荷的条件下,将动态规划的理论和方法应用到机组负荷最优分配问题中,并采用C语
2、言编程计算出最优的负荷分配方案。通过算例说明了该方法的具体实现过程。实例结果说明该方法操作简单易行,并且保证负荷分配结果是最经济和最科学、合理的。关键词:负荷分配;动态规划;优化中图分类号:TP311.51文献标志码:A长期以来“,安全发电”几乎成为电厂运行的唯111机组负荷最优分配问题描述一宗旨,由于较少考虑发电成本,导致目前电力企业设发电厂共有n台机组,其中第i台机组运行成本居高不下,利润不高,依靠设备改造、电价改革负荷为Qi,发电厂总负荷为Q0,则来提高经济效益的空间又比较有限,因此充分挖掘Q0=Q1+Q2+⋯+Qn(1)内部潜力,努力降低成本,增强发电企业的投
3、入产出→→设n维向量Q=Q1,Q2,⋯,Qn,则Q可表示n就显得非常重要。当电网按经济调度原则,给一个台机组负荷分配情况,显然特定电厂的负荷确定之后,负荷在各并列运行的发Qimin≤Qi≤Qimax(2)电机之间如何取得一个经济合理的分配,是一个能式中:Qimin、Qimax为每台机组稳定运行的负荷下有效降低电厂成本、提高经济效益的重要途径。因限、上限,设各机组的成本为Ci,n台运行机组的总此,在电厂多台机组间的负荷调度中迫切需要一种成本为:调度依据,既能在各种运行情况下科学、简便地提供∑Ci=C1+C2+⋯+Cn(3)机组间负荷分配的结果,又能保证负荷分配的结果机组
4、负荷分配优化是指:在发电厂运行总负荷是经济、可信的,以弥补电厂因参与调峰而造成的经→济损失。为Q0时,调节改变负荷分配向量Q,即在满足约束美国数学家贝尔曼上世纪50年代提出的动态条件式(1)及式(2)的条件下,改变各机组的负荷→规划法指出,基于目标函数的可分解性和状态变量Qi,使发电厂总成本∑Ci达到最小值,此时的Q称的无后效性2个假定,将复杂的、动态的或静态的问→→为最优负荷分配向量Qop。显然,f(Qop)是函数题看作动态的、多阶段决策过程。考虑各相邻阶段→关联条件,对各个阶段,选择适当决策来寻求问题最f(Q)的最小值,即min∑Ci=f(Q•op)。解决发电厂→
5、优解。用动态规划法研究机组负荷优化调度,可使机组负荷分配的优化问题就是要求出Qop,因此,关复杂的数学规划问题的求解得到简化。于机组负荷最优化分配问题的数学描述如下。→1问题的描述与模型min∑Ci=∑Ci=C1+C2+⋯⋯+Cn=∑f(Q)n机组负荷分配问题是指在火电厂中,考虑各种∑Qi=Q0i=1不同特性的机组的开停机约束和发电能力约束等条Qimin≤Qi≤Qimax件,使整个火电系统安全可靠且运行费用最低。电n厂的负荷总的说来是呈阶梯状变化,即在某一段时∑UiQimax≥Q0i=1(4)间内是不变的,所以,优化分配的主要任务是在某个n∑UiQimin≤Q0时段内
6、合理分配负荷,使投入运行的机组总的燃料i=1消耗最少。i=1,2,⋯⋯,nUi=0或Ui=1《新技术新工艺》·数字技术与机械加工工艺装备2008年第9期·33·式中:Qimin,Qimax为第i台机组的负荷下限和上2实例分析限;Ui为第i台机组的运行状态,0表示停机,1表示运行。211问题提出112动态规划的理论与方法某电厂共有4台机组,其发电成本函数是发电动态规划是将要解决的问题分解成一级一级的出力的二次函数,可表示为2规模逐渐缩小的子问题,直到可以求出其解的子问cj(pj)=bjpj+0.5cjpj题为止。动态规划体现了化整为零的思想,把一个各发电机组的成本系数和
7、出力上、下限见表1。看似复杂,无从下手的问题分解成易于解决的子问假设该电厂在24个时段通过竞价上网获得发电的题。然后充分考虑子问题与子问题、子问题与原问机会,问在这24个时段如何分配电量,才能使该电题之间的区别与联系,共性与个性通过归纳和递推厂的总成本最低?各时段负荷需求见表2。找到答案。表1生产成本系数及有功出力上、下限在多阶段决策过程中,动态规划方法是既把当发电机机组编号bjcjpjminpjmax113.64400.121830100前一阶段和未来各阶段分开,又把当前结果和未来213.49280.108630120结果结合起来考虑的一种最优化方
