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1、浅议电力系统电源和维修规划和设计 摘要：无论从电力工业技术经济特点来说,还是从电力市场化改革进程来看,电力系统规划十分重要而必要。电力系统规划模型是分析研究解决电力系统规划的基础,自然会受到人们的重视和关注。电力系统规划按内容可分为电源规划、输电规划和运行规划。本文对电力系统电源及维修的规划与设计进行了阐述。关键词：电力系统电源维修规划设计中图分类号：F406文献标识码：A文章编号：1、电源规划建模由于电力系统的外部环境不断变化,电源规划也会受其影响。电力需求变化,酸雨、温室效应等环境问题日益突出,电源规划时必须考虑
2、这些环保因素。因此,电源规划问题不只是考虑经济性问题,而是要综合考虑经济性、可靠性、环境保护等多因素及其协调问题,另外煤炭资源减少,政治经济形势变化等都会影响燃料价格变化。电力需求变化莫测、环保法规等都会使电源规划的外部环境变化不确定性加剧。此外,DSM的削峰填谷,IPP不断参与电力系统,都要根据综合资源规划(IRP)原理进行电源规划。上述不确定性的处理原则是,对于短期变化要增加鲁棒性,对于长期变化要增加灵活性。61.1电源规划的多目标函数电源规划待考虑因素繁多,性能各异,从而目标函数涉及多个方面。原则上讲,应使目标函
3、数最小化,但是目标间往往有折衷关系,使一个目标最小化,其他目标并非满足最小化。对于多目标电源规划的目标函数应包容各种评价因素,考虑电源固定费用和可变费用不确定性的电源规划问题的目标函数如(1)式,并可用DP法求解。minωTf(x)=∑nj=1{aojxj+bojQTj(Xj-1,Xj-1+xj)+∑vi=1ωiNj=1{ai,jxj+bi,jQTj(Xj-1,Xj-1+xj)(1),约束条件:xjmin≤xj≤xjmax(j=1,2,……,N)(2),∑Nj=1xij≤POT+PRT(3),1≥ωi≥0(i=1,2,
4、……,U)(4),式中QTj(Xj-1,Xj-1+xj=∫Xj-1+XjXj-1LT(u)du(j=1,2,……,N)(5),aij≥aij+1,bij≥bij+1(6),(i=0,1,2,……,U;j=1,2,……,N-1)X0=0Xj=∑jk=1xK(j=1,2,……,N)(7),ωT=(1,ω1,ω2,……,ωu)(8).(1)～(8)式中变量的物理意义见表1。表1(1)～(8)式变量的物理意义变量物理意义1.2电源规划的约束条件电源规划要满足必要的约束条件。一般而言,电源规划的约束条件有:6(1)最大电量平衡为
5、确保充足的供电量,对于年最大电量应有必要的供电备用量。为此,可用(9)式来确定:∑Tj+H-∑TMjP+RM(9)式中,Tj为火力、核电的最大输出;H为水电供电量,TMj为火电、核电的维修停止输出;P为年最大负荷;RM为备用容量。(2)供求平衡各电源的运行模式受各期间负荷形状的制约,t时刻的约束由(10)式确定:∑PTt+∑PHt=Dt(10)式中,PTt为火电、核电的发电量;PHt为水电发电量,Dt为需求量(3)发电量约束发电量受燃料采购量约束。例如,天然气一般由长期合同保证供给,有的还要确定天然气的年输入量。(4)
6、发电厂建设工期制定电源规划时,各种电源的建设工期也是重要的制约因素。因为工期长短与电源投资密切有关。(5)供电可靠性供电可靠性是电源规划的重要因素。为确保供电可靠性,要有一定的备用容量,以供电备用率为可靠性指标时,要计算失荷概率(LOLP)等可靠性指标。(6)环境影响排出物对环境的影响也是应考虑的约束条件。除考虑NOX、SOX的影响外,还要考虑CO2排放量等对地球环境的影响。6(7)今后应考虑的新的约束条件随着科技的发展和社会的进步,将会出现某些新的约束条件。例如伴随新的环境法规、放松电力管制、电力市场化等而应考虑的约
7、束条件。2、维修规划建模确定火电、核电发电设备的点检期间的定期维修规划建模要考虑法规、运行等约束条件,并确保稳定而经济地供电。关于稳定供电,要求供电可靠性在整个期间内不低于基准值,并在全年保持不变。关于经济性,要求年燃料费用等运用成本和维修成本总和最小。上述定期维修规划即为满足点检要求以确定各发电设备的最佳维修期间,这实际上是组合最优化建模问题。因此,当发电设备增多、考察期间延长时,要考虑的组合数也增加,从而求解困难。随着发电机组的大型化,电力供求的变化及电力市场的发展,维修间隔将加大,从而要提前数年制定维修计划方案。
8、2.1维修规划的目标函数随着定期维修的实施,电力系统的电力供给能力下降。即是由于其他电力设备的事故等而引起计划外停机、枯水或偏离需求预测值时,也必须保持连续供电。为此,对于需求预测要保持一定的备用量。在期间i时的供电备用容量PRi由(11)式计算:Pri=∑Ps-Pli-PriXij(11)式中,Ps为供电量,Pli为期间i的需求
