电力系统规划(电源规划)要点解析.ppt

第六章 电源规划（Generation Planning） 核心问题：根据规划期的负荷需求预测，确定在规划期内在满足一定可靠性水平的条件下寻求一个最经济的电源开发方案 回答以下问题： (1)何时投建新发电机组？ (2)在何处投建? (3)建何种类型的发电机组? (4)投建多大容量的发电机组? 电源规划对以下问题作定量分析 a 机组投建方案（时间、地点、容量、类型等）； b 方案的投资流； c 运行费用、一次能源及燃料费用 (同时回答何时何地建何种费型的机组)； d 可靠性； e 方案对负荷增长、燃料价格等因素的灵敏度； f 经济效益分析。 目标函数：电厂建设投资和生产运行费用 总体模型：电源投资决策部分、生产模拟部分 △投资决策：确定系统的电源结构、优选发电站及装机进度 △生产模拟：优化电力系统的生产情况，计算系统的技术经济指标。 分解协调求解：投资决策→生产模拟，把生产模拟计算的运行费用、技术指标→投资决策，反复迭代，直至收敛。 高维数 非线性 随机性 1.按发电机组类型优化（WASP） :不能回答何地建设，不能准确处理水电问题。 2按发电站优化的模型（JASP）：能回答何地建设，能处理水电问题。 把同类型机组的发电机合并在一起以减少决策变量个数，不能按电站优化，故不能回答何地建设。 1.传统方法：如果已有N个候选方案，则可以分别计算每种方案，从其中进行优选即可，而不必用优化模型 2.优化模型： 目标函数：投资+运行费用－残值↓ 约束：电力平衡约束（等式或不等式约束） 可靠性约束（不等式约束） 决策变量：Ujt向量（第j个方案、第t年增加的各种类型 机组的台数向量） WASP WASP 是英文“维也纳系统规划程序包”的缩写，它是美国 TVA 和 ORNL 在 1 972 一 1973 年为维也纳国际原子能机构（ IAEA ）开发的一个电源规划程序。 1976 年 IAEA 对该程序作了完善，并形成了 WASP 一 II ，这个版本曾在国际原子能机构成员国获得广泛的应用。在 1980 年， IAEA 又组织人力对程序中的水电模拟作了改进，形成了 WASP -III。目前我国已引人了 WASP -III。 （一） 目标函数 1. 投资费用、拆余费用 2 .燃料费用（针对火电厂） 3. 运行维护费用 4.停电损失费用 （二）约束条件 JASP的电源优化模型包括投资决策和生产优化2个部分。由于用数学规划方法直接求解难度很大，因此采用分解协调技术,对2个部分分别求解,再交替迭代进行协调。 模型中包括2类待选电厂:第1类待选电厂中的各机组的投产年是相互独立的（火电）；第2类待选电厂当第1批机组的投建时间确定后,其余机组的投产年限应按照可行性报告中拟定的投产进度连续建成（水电） 。这2类电厂的决策变量分别用X和Y表示。 设规划年限为 Nt，系统中待选火电厂数为 Ngf，待选水电厂数为 Ngh则X和Y的维数分别为 Ngf Nt和Ngh Nt。用 Xti表示在规划期第 t年火电厂 i投产的机组台数 ；对于水电厂和抽水蓄能电厂, 用 Ytj＝1表示在第 t年水电厂 j投产第1批机组。 目标函数：投资+运行费用(等年值法) 主要约束条件： a ) X,Y≥0 ： b ) Xti≤ Mti c) d) f )电力电量平衡 g)可靠性约束 §6-3 电源规划计算实例（方案比较） 例1：选择独立发电厂的位置和容量 基础数据 初始负荷水平为1995年的负荷曲线，假设工业负荷维持不变，而非工业负荷每年以2％的幅度增长。同时假定不同年份的年度负荷持续曲线形状相同。这意味着在不同年份的8760小时中，每小时负荷均按当年峰荷相同的比例增加。 输电元件失效数据从历史记录数据库检索获取，独立发电厂的数据来自加拿大电气学会CEA(Canadian Electricity Association)颁布的年度报告。 候选方案 1．一个40 - 50兆瓦的木屑燃料独立发电厂, 在SCP变电站接入69千伏系统。 2．一个80或150兆瓦的天然气独立发电厂, 在IPM变电站接入69千伏系统。 3．同方案2, 但发电机组通过一条230 千伏线路, 在CAM变电站接入230千伏系统 4．一个50 - 80兆瓦天然气独立发电厂, 在UNY变电站接入69千伏系统。 1995年负荷水平下4个独立发电厂位置对应的系统年度化期望缺供电量(EENS) 2003年负荷水平下4个独立发电厂位置对应的系统年度化期望缺供电量(EENS) 选择下面两个独立发电厂接入方案作进一步