电力系统优化规划4-电源规划复习过程

j 0
X j t 新建电厂j在t年新装容量 P 0 系统原有装机容量
P m t 系统在t年的最大负荷
P 系统在t年应有的备用容量
约束条件
❖ 备用容量或可靠性约束 对于可靠性指标的考虑主要有两种方法：一种是 将可靠性指标计入约束中；另一种是将其做某种 处理，计入目标函数。 由于具体情况的差异，不同系统的电源规划采用 统一的可靠性标准并不现实。 此外，在制定可靠性标准时要考虑其经济性，例 如在建立的目标函数中综合考虑经济性和紧急情 况处置及停电损失的费用，这类处理方法在电源 规划研究中被大量采用。
满足负荷需求外，还应计及一定的备用容量。备用容量 包括调频备用、事故备用和检修备用。调频备用可取为 最大负荷的2%~3%，事故备用为最大负荷的8%~10%， 并且应大于系统最大一台机组的容量，检修备用则应由 检修计划安排确定。
m
X jt P 0 P m t1 P t t 1 ,2 ,L,T 规划期年数
目标函数实例
❖ 最小费用法，费用除了投资、燃料费及运行维修费以外， 还包括停电损失费用。
❖ 此外，考虑到各类机组使用寿命不同，投建时间不同，在 规划期末将出现不同的剩余使用年限，所以应把有关投资 项目的折余值当成残值处理，从总费用中减去。
❖ 目标函数为
T
m inP V C j= IjtSjtF jtM jtO jt i 1
对方案j在第t年所有扩建发电机组k的投资费用求和;
U I k 发电机组k每兆瓦的平均投资; M W k 发电机组k的容量，MW; k t 一发电机组k在水平年末的折余系数;
应该指出，在这里无形中 假定各发电机组在年初投 资，当年参加运行，忽略 了各发电机组本身的投资 过程及相应的时间价值。
目标函数中各项费用的具体计算方法
❖ 3)燃料费用、运行维修费 用及停电损失费用都发生在 各年度的中点。
T
m inP V C j= IjtSjtF jtM jtO jt i 1
目标函数中各项费用的具体计算方法
❖ 1.投资费用与折余费用
Ijt= UIkMWk 1it' Sjt= ktUIkM W k 1iT'
t ' t t0 1 T ' T t0
P jm i n t P j t P jm a x t j 1 ,2 ,L ,m
最小功率
最大功率
❖ 系统运行约束 （3）火电燃料消耗约束
Ejj Ajt
t
约束条件
电厂j在t时间段内燃 料消耗限量
电厂j在时间段 内的发电量 电厂j的平均燃料单耗
约束条件
❖ 备用容量或可靠性约束 为保证供电可靠性和电能质量，电力系统电源容量除了
约束条件
❖ 电源建设施工约束 （3）最早投入年限约束
tj
Xjt 0 j1,2,L,m
t1
表示待建电厂j从实际可能的角度考虑，其最早建 成投入年限不应早于一定年限tj。如果某些电厂 从规划年开始就可能投入，即可不受此约束。
约束条件
❖ 电源建设施工约束 （4）财政约束，即某个时期内电源建设不应超过
财政支付能力。 （5）待建电厂装机连续性约束，即某个电厂第一
电力系统优化规划4-电源规划
电源规划的任务
❖ 电源规划的任务确定在何时、何地兴建何种类型、 何种规模的发电厂
❖ 在满足负荷需求并达到各种技术经济指标的条件 下，使规划期内电力系统安全运行且投资经济合 理。
电源规划的数学模型
❖ 对于可行的电源规划，通常认为有相同的效益， 因此在满足负荷需求和各种约束条件及技术经济 指标下，总投入最小的方案就是最经济的方案。
发电机容量
发电机输出 功率
min f X ,Y s.t. hi X ai
gi Y bi ki X ,Y di i 1, 2,L , m
X 0,Y 0
待建电厂数
ai ,bi , di
待建电厂i所对应的约束常数
目标函数
minfX,Y
❖ 一般为系统总投资费用最小。 ❖ 总投资费用包括两个部分：
目标函数中各项费用的具体计算方法
❖ 3.运行维修费用
M jt= U F lM W lU V lG l 1it'0.5
对第t年系统中全部发电机组l 的运行维修费用求和;
U F l 机组l 单位固定运行维修费用，元 / MW; U V l 机组l 单位变动运行维修费用，元 / kWh; G l 机组l 在第t年发电量的期望值
（1）与安装发电机组容量有关；
如发电厂的投资费用
（2）与发电机的实际输出功率有关。
如发电厂的运行费用，主要是发电厂的燃料
❖ 实际应用中，还包括其他效益和支出：
如可靠性指标、未来的不确定因素（负荷预测、水文数据甚至市场因素）
约束条件
❖ 电源建设施工约束 （1）待建电厂各年最大装机容量约束
X j P m a x t j 1 ,2 ,L ,m
t
表示各待建电厂某年t的装机容量，不应超过由施 工、设备等条件决定的在该年最大容许装机容量。
约束条件
❖ 电源建设施工约束 （2）待建电厂总装机容量约束
T
Xjt Pm ax j1,2,L,m
t1
表示各待建电源最大装机容量受一些具体条件限 制，在装机过程中各电源在规划期T内的总装机 容量不应超过规定的最大容量。
台机组投入运行后，后续机组应该连续安装，否 则会给施工带来麻烦。 （6）建设顺序约束。某些电厂建设有先后顺序。
❖ 系统运行约束 （1）系统需求约束
mwk.baidu.com
Pjt P0t Dt1
j1
约束条件
发电厂厂用电率 和系统线损率
j电厂在t时刻 原有电厂在t时 系统在t时刻
输出功率
刻输出功率
负荷
约束条件
❖ 系统运行约束 （2）发电机组最大最小输出功率约束
P V C j 规划方案j总费用的现值;
I j t 投资费用; S j t 投资的折余值
F j t 燃料费用 M j t 运行维修费用;
O j t 停电损失费用;
目标函数中各项费用的具体计算方法
❖ 为了换算这些费用的现值， 采取了以下的假定:
❖ 1)所有投资都在各年度初 发生;
❖ 2)所有投资折余值都发生 在水平年末;
❖ 2.燃料费用
Nhyd
Fjt=
k jt,h 1i t'0.5
h
N h y d 考虑的水文条件数
k jt,h
水文条件h的概率 水文条件为h时，所有火电站及核电站的总燃料费用。
总燃料费用由随机生产模拟求得。在计算中考虑了火电机组随机停运的影 响，但对水电站则采用了强迫停运率FOR为零的假定。