关于电力市场下火电厂机组检修计划的探讨

关于电力市场下火电厂机组检修计划的探讨
发表时间：2018-07-05T15:21:28.380Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：孙涛[导读] 摘要：电力资源作为社会发展的新能源，逐渐取代传统的火力发电，成为了社会经济发展的新动力。

（吉林电力股份有限公司白城发电公司吉林白城 137000）摘要：电力资源作为社会发展的新能源，逐渐取代传统的火力发电，成为了社会经济发展的新动力。

火电产的机组检修计划的制定对于保障火电厂的发电设备安全，电力的正常供应具有重要的作用。

为了适应社会发展新能源的社会发展需求，针对火电厂能源供应机组设备实施全面化的升级、改革，将电力资源作为火电厂机组改革的基本发展动力，推进发电厂电力资源应用即作为企业发展的竞争力，同时
也是火电厂机组检修中的一项技术，实现火电厂机组检修创新发展的新动力，引导我国老工业产业的转型升级，适应社会新能源发展的步伐。

本文主要分析了电力市场下火电厂机组检修计划。

关键词：电力市场；火电厂；机组；检修计划电力系统机组检修计划是电力系统规划中的一个重要部分，其目的是周期地安排机组的预防性检修，使设备能经常保持良好的技术状态，减少故障、延长寿命，从而提高电力系统的可靠性与经济性。

良好的机组检修计划有助于减低系统电量不足的风险和提高机组的可利用率。

检修计划是一种复杂的优化问题，包含了许多不确定性（例如负荷变化、燃料供应和价格的不确定性等），一般难以建立统一的模型和优化算法，只能针对特定的问题提出不同的方案。

本文主要从电火厂机组检修的模型建立和具体的算例分析两个方面展开讨论，抛砖引玉，以期为电力市场下火电厂的长足发展进上绵薄之力。

1 火电厂机组检修模型的建立
1.1目标函数
为了保证火电厂机组检修模型应用的有效性，这里对传统检修模型进行了调整。

因此，该火电厂机组检修模型的目标函数是由电价收益损失、检修成本费用损失、火电厂风险损失之和的最小值组成的。

就火电厂风险损失参数而言，其是由原本的发电量不足状态下的风险概率指标转化得到的。

该目标函数Q为： Q=Q1+Q2+Q3
在该公式中，Q1表示火电厂检修费用的最小值；Q2表示火电厂电价收益损失的最小值；Q3表示火力发电厂风险损失的最小值。

1.2约束条件
就该火电厂机组检修模型而言，其约束条件主要包含以下两种：第一，火电厂机组在两次检修时的时间间隔约束条件。

就火电厂机组的检修工作而言，其基本要求是检修工作应该在保证检修周期合理性、经济性的基础上进行。

该约束条件的影响因素主要包含某机组在某一年中的检修总时间、某机组在允许状态下两次不同检修周期之间的时间间隔最大值、某机组在两次不同检修期时间段中机组的到期运行时间。

该约束条件的有效控制会对其火电厂机组检修模型功能的发挥产生促进作用。

第二，火电厂被检修机组与检修时段之间的局限性约束条件。

这种约束条件是指，在火电厂的某个检修时段中，只能连续对同一台机组进行检修。

当该机组的检修工作结束之后，才可以开展其他机组的检修。

2 单机组检修对电厂影响的模型分析
在市场经济环境下，电厂的发电活动是以需求为导向的，用电方需求变化形成的不同用电需求量和电厂检修形成的不同供电量，形成了一个具有两个变量的非线性关系模型，因而就单机组检修对电厂影响的模型分析应分为三步进行：第一，构建电厂供电能力分析模型；第二，构建用电量变化模型；第三，二者结合计算得出供电能力低于用电需求的概率和情况种类。

2.1电厂用电能力分析模型
在电厂实际运行过程中机组运行只存在两种状态，即运行（U）、停机（D），则可得出可用容量模型为:
（λ为修复概率）
藉此，可求出电厂运行的确切概率为：
2.2用电量变化模型
提取电厂过去三年运行的符合最大值作为主要参考资料，形成电厂负荷的最大值变化折线图，并对各个负荷区间的出现概率进行计算，具体如图1所示，电厂所能承受的最大负荷为Lmax，最小负荷为Lmin，取中间值Li将负荷分为两个区间，并分析两个区间出现的概率，得出每月负荷大于等于Li的概率。

2.3可用容量不足的计算
电厂出现可用容量不足的现象，本质上是电厂当前可运行发电机组构成的发电能力，不足以满足市场对电厂的电力需求，也就是当电厂的较小负荷量与市场的较大电量需求重合时会产生可用容量不足的问题，因此将（2）与（3）结合即为可用容量不足情况发生的概率。

3 算例及分析
以一个3机组发电厂为例说明该模型用于电价变化的电力市场下发电厂机组检修安排。

假设这3台机组根据约束条件b判断为下一年必须检修。

同时还可以根据往年的电价数据资料预测出下一个年度的各月平均电价，必要数据如表1所示。

各个月份的燃料价格、检修费用如表2所示。

假定每个月最大日发电任务Lmax和最小日发电量Lmin不变Lmax=240MW，Lmin=100MW则可画出类似于图1的直线。

从图1直线化发电量任务可得发电量L要求大于Li的概率Pi如式(4)所示。

由全部发电机参数形成所有机组可用容量概率
表（按可用容量大小顺序排列）如表3所示。

表3中各状态由3位状态变量组成第i位对应第i台机组的状态。

记录状态的作用主要是用于下一步计算停运一台机组后其余机组的发电可用容量概率表。

以第1台机组停运为例，可以在表3中找出第1位为D的那一行予以保留将其所对应的概率除以q1即可，这样可以形成停运1号机组后的发电厂可用容量概率表，如表4所示。

同样，也可以形成2号机组和3号机组停运后的可用容量概率表。

这里使用以确切发电容量状态和负荷状态相结合为基础的方法。

当1台机组停运后，剩余机组的可用容量为Ci（Lmin<Ci<Lmax），其确切状态概率为Pi，则发电任务大于Ci的时间概率为ti，该发电厂未能完成发电任务的概率为: 根据Lmax和Lmin的数值，以及图1中的简化发电量任务曲线，可以计算出不同机组停运后发电厂所对应的LOGP。

这样就计算出停运1号机组后的整个发电厂发电量不足的概率。

1号机组停运后对应的整个电厂的发电量不足概率为: 同样，可计算出2号机组和3号机组停运后所对应的概率:
价格系数k根据历史数据计算出来，不同月份是不同的。

表5为各月份的k值。

使用隐枚举法后，可得出最优的检修方案即:]号、2号、3号机组分别在5月、1月、2月检修为最佳。

k值的大小反映了系统在不同月份对发电可靠性的要求是不同的。

k值越大，系统要求就越高；反之则越低。

假如k值取0，则表明系统对该发电厂没有可靠性要求。

以k值全部取0为例，则计算出的结果为:1号、2号、3号机组分别在5月、4月、3月检修为最佳。

4结语
本文将机组的检修方案制定由传统的计划体制转入到电力市场体制下，以发电厂为一独立的经济实体，提出了一个考虑未来电价因素影响的数学模型，还考虑了在电力市场中不可忽视的发电可靠性问题，而且试图将其量化加入目标函数中。

计算结果可看出，未考虑发电量可靠性(k取0)的结果与考虑发电量可靠性的结果是不同的。

参考文献
[1]电力市场环境下的发电机组检修计划[J].丁明.电力系统自动化.2011(18).
[2]基本规则架起电力市场的核心建设[J].叶岷.中国电力企业管理.2017(01).
[3]电力市场环境下的发电机组检修计划[J].丁明.电力系统自动化.2011(18).
[4]发电机组检修计划的可靠性和经济性研究[J].冯永青.中国电力.2011(07).
[5]电力市场下火电厂机组检修计划的研究[J].刘俊勇.四川电力技术.2011(05).。