电力负荷分配模型及其优化方法探讨.doc

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1、电力负荷分配模型及其优化方法探讨电力负荷分配模型及其优化方法探讨摘要：本文全面回顾了电力负荷分配优化问题的现有模型，总结分析了各种求解这类模型的传统优化方法及现代启发式优化方法，提供借鉴。关键词：电力负荷；分配模型；优化方法Abstract:thispaperreviewedthepower1oaddistributionoptimizationproblemsoftheexistingmodel,analysesvariousprocedureofthistradition&loptimizationmethodofthemodel

2、andmodemheuristicoptimisationmethod,forreference・Keywords:electricpowerload;Distributionmode1・Optimizationmethod屮图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：随着厂网分开及电厂之间竞价上网政策的推行，降低发电煤耗及发电成本已成为发电企业关注的核心问题，其屮实现电力负荷优化分配是降低发电成本、实现电力系统节能和运行优化的重耍内容之一。通常来讲，对于有多台发电机组的发电企业，在满足总负荷一定的前提下，各台机组所带的负荷有多种

3、不同组合，而每种组合对应不同的厂级发电煤耗。电力负荷优化分配系统就是耍在多种不同组合中筛选出使厂级煤耗最小的组合方案：只耍将各台机组的负荷调整到最佳组合方案对应的负荷，即可将整个企业的发电成本降到最低。近年来我国电力基础设施的建设力度不断加强，这就为负荷分配工作的研究与应用提供了新的机遇和挑战，本文从负荷分配优化模型和优化方法两方而人手，对涉及电力负荷分配的问题建模和优化求解方法述，为进一步开展负荷优化分配问题的研究奠定基础。1负荷分配建模1.1负荷分配问题描述通常，早期电力负荷分配问题被称为经济负荷分配(EconomicLoadDi

4、spatch,ELD)问题，其后乂提出了结合环境因素的经济环境负荷分配(EconomicEmissionLoadDispatch,EELD)问题。典型的ELD问题可描述为：在1个含有多个发电单元的发电系统中，如何最优分配每个发电单元的发电量，使系统在给定约束条件下实现最低发电成本。因为该模型优化目的主要是使发电系统在满足负荷需求前提下的经济性最优,因此乂被称为经济负荷分配模型。1.2ELD数学模型设发电企业拥有N台机组投人并联运行，总负荷为尸，负荷优化分配就是将此负荷尸合理地分配到N台机组上，从而使整个企业的总煤耗量最小。设机组的煤耗

5、特性如式(1)中的二次劇线方程所示，即：(1)则ELD模型可描述为式(2)-(4):(2)(3)(4)式中：为第冶机组煤耗量；为第冶机组煤耗特性方程；为第冶机组负荷；，分别为第冶机组负荷上、下限。1.3EELD数学模型由于火力发电过程中燃料燃烧所产牛:的N02和S02等引起的环境污染问题越來越受到关注，对污染的控制和治理将直接影响到负荷分配问题。因此，在火电站发电系统中，将发电成本控制和污染排放量一起优化更具有现实意义。如何在满足系统发电约束条件情况下，将发电成本和污染控制成本一起作为优化目标进行求解，即EELD问题,成为许多研究人员

6、关注的课题。在考虑环境经济调度的情况下，经济负荷分配优化模型如式(5)-(7)描述:(5)(6)（7）式中：为优化目标一，表示发电企业的燃料总耗量（或总费用），它反映了企业的经济性指标，即传统ELD问题的优化指标；为优化目标二，表示发电企业的最小化污染排放量，该指标不仅考虑了环境污染对生态平衡的影响（如酸雨及臭氧层的破坏），而且还包括了NOx,S02的排放量，以及企业热辐射量等；、、、、分别为第冶发电机废气排放量的特征系数；尸。表示第冶发电机所发出的有功功率；N为总的发电机数量；、、分别为第冶发电机燃料消耗函数的系数，i二1,2,…，

7、N（N为电站中总的发电机数量）为总的负荷需求；下标max,min表示发电机发出有功功率的上、下限。2负荷分配优化方法探讨负荷分配优化过程是综合考虑了机组运行的经济性和安全可靠性，优化机组调度运行方式的过程。传统的ELD问题求解方法主要包括等微增率法、动态规划方法等。由于EELD问题具有较高的计算复杂度，传统优化方法求解这类问题难以奏效，因此许多研究者开始将注意力转向现代智能启发式优化方法，主要包括遗传算法、粒子群优化算法等。2.1传统优化算法1.1.1等微增率法等微增率法由Steinberg和Smith于1934年提出，它是最早应用于

8、电力系统经济运行的优化方法，该方法以燃料消耗量最小为优化目标，在机组负荷之和等于所需总负荷前提条件下，通过使发电企业的总燃料消耗量达到最小值，从而确定各台机组应带的负荷。它不仅具有计算速度快、数学理论严谨等优点，而且可以