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1、年月系统工程理论与实践第期火电电源规划的优化模型与程序系统大连工学院王众托贺兆明郑建德吴绍明王金城,,摘要本文以我国西北电力系统为背景采用系统工程方法建立了一类、,。火电电源中长期规划的多级模型并研制了一套优化计算用的程序系统我,,。们对五个工程作了实际计算都取得了满意的结果受到有关部门的好评、一问题的提出,。在我国目前的电力规划以大区电网作为规划范围比较适宜规划工作应包括负荷、,以预测水火电电源发展规划电网发展规划系统的可靠性分析及能源综合运输。规划等,,为把规划工作建立在科学的基础上我们以西北电力系统为背景结合我国电力工,,、,业的实际情况
2、采用系统工程方法建立了一类火电电源中长期规划的多级模型并。研制了一套优化计算用的程序系统,舫、二大区电力系统电源规划的基本假定大区电力系统规划本身是一个相当复杂的问题。为了搞清火电电源系统与其它部,,分即系统的环境之间的关系在建立规划模型过程中我们作了如下一些基本假定,规划期中系统中逐年增长的负荷水平是已知的,,规划期中系统中各水电厂逐月的最大及平均出力已经给出,以火电厂的可选地址及有关的技术经济指标已经给定。,把系统分成几个子系统并假定子系统内部的电力传输不受限制而子系统。之间的电力输送能力受电网容量限制,,,所谓火电电源规划就是以上述假设为
3、前提确定火电电源的逐年装机及运行方案使得整个规划期中对应于此方案的年计算费用电力工程经济分析暂行条例的现值为。最少,。显然电源规划实质上是一个多级决策过程考虑到电厂的建设与装机在时间上是,,,离散的而机组的容量也是离散的即在满足年最大负荷情况下该年系统的可行装机。,、状态是有限的因此可以把这一问题看成为一个时间离散有限状态的离散动态规划。问题尸,,,由于年费用的计算涉及到投资及运行两项费用而且即使是同一装机状态下运。,行方式的优劣也直接影响运行费用所以在利用动态规划方法计算不同开发方案的年,。费用现值之前必须给出不同装机状态下的最低年运行费用这
4、实际上是一个运行优化气。本文年月日收到系统工程理论与实践年牙月。,、问题因此整个电源规划模型由上下两级组成见图上级为发展规划模型下。级为运行方式优化模型僵虱超斟蔺不们广奋丽司下级运行方式优化模型图三、电源发展规划模型状态图的生成,,根据给定的负荷水平通过电力电量平衡可以确定规划期中逐年应装的火电机组。,,,总容量同时由于给定的可装机厂址不止一个所以对每一年来说新增机组都有多。个可行的装机状态把逐年可行的装机状,。态全部列出得到图形式的装机状态图‘一‘招,,二图中第年为规划期终止年每年的装机容量与前一年装机容量之差为该年新增容量〔图中所画的装机状
5、态图对应,于两个给定的装机厂址每个圆相当于一,个装机状态其中数字为该状态下不同厂址的装机容量。装机状态图包括了电源发展的所有可图,能方案如果已知每个状态的投资及最低,。年运行费用则选择最优发展方案实际上变成一个计算最小年费用现值的动态规划问题,。,为避免使装机状态图过大需要在状态图中消去所有不合理与不可行状态因此在,状态生成过程中要考虑如下约束条件,,在满足负荷需求前提下尽量少装机,已装机组在规划期中不退役给定每个电厂一年内的最大装机台数。整个系统每年的投资限制动态规划模型势,,。,‘,的定义又从规划期起始之初态到第年状态昌最小计算。费用现值,
6、,,的由定义可知计算气又递归公式为,,,苦,,,、‘,一,,‘,。夕争任,式中为第一年所有可行状态的下标集。厂”一’。,护一‘十·‘,,,一,’习凡第期火电电源规划的优化模型与程序系统·、,,,,式中电厂数目认凡电厂在又户状态下新增投资系统在,——一,。—又状态下最低运行费用利率折算系数—一,爷,边界条件是,因此最优发展方案的计算费用现值是关二苦,‘〔,,。至于年最低运行费用是由下级模型通过运行方式的优化给出的下级模型由两个独立部分构成运行优化模型及运行调度模型即生产模拟模型。其中任一模型与上,都。级模型搭配可以解决电源系统的规划问题。下边分别
7、介绍这两个下级模型、四规划运行模型模型尸,把整个系统分成有限的几个子系统每个子系统包括负荷中心及若干电源子系统间由容量有限的传输线连接。,在建立模型尸的过程中用三阶梯线赢呱、。近似地代替日负荷持续曲线见图栩中一日祥’二卜、盆下会甲一日,电源中包括水电与火电两部分在满五、、足各水电站的强迫出力工作出力日允,许电量以及火电机组开机后的最小技术图,出力等限制条件下考虑到各部分负荷的,以,,。需求及系统间输电线容量可以构成一个用于运行优化的线性规划模型即模型尸模型尸的数学表达式是,,‘了丁犷一名习习令一,一乙,‘〔一了任班备二。,一各,一月厂二,,一,
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