電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件

1、電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性(第4專題: 電源規(guī)劃)電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電源規(guī)劃概述電廠容量的選擇電源規(guī)劃數(shù)學模型電力市場環(huán)境下的電源規(guī)劃2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所63632電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件概述電源規(guī)劃的任務及分類電源規(guī)劃的投資決策原則電源規(guī)劃的經(jīng)濟評價方法2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所63633電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090

2、404修改課件電源規(guī)劃的任務及分類v【任務】 對電力系統(tǒng)電源布局進行策略研究，其任務是根據(jù)規(guī)劃期內(nèi)預測的負荷需要量，通過電力電量平衡得到需新增的發(fā)電容量，在滿足負荷需要求并達到各種技術(shù)指標的條件下，確定在何時、何地新建（或新增）何種類型、何種規(guī)模的發(fā)電廠（或機組），使規(guī)劃期內(nèi)電力系統(tǒng)能安全運行且投資經(jīng)濟合理。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所63634電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件v【分類】 按規(guī)劃期長短分類：短期電源規(guī)劃、中長期電源規(guī)劃。v短期電源規(guī)劃: 考慮未來15年的發(fā)展情況，規(guī)劃的具體內(nèi)容包括：v

3、確定發(fā)電設(shè)備的維修計劃。v分析推遲或提前新發(fā)電機組投產(chǎn)計劃的效益。v分析與相鄰電力系統(tǒng)互聯(lián)的效益及互連方案。v確定燃料需求量及購買、運輸、存儲計劃。v中長期電源規(guī)劃： 考慮1030年的發(fā)展情況，解決以下問題：v何時、何地擴建新發(fā)電機組。v擴建什么類型及多大容量的發(fā)電機組。v現(xiàn)有發(fā)電機組的退役及更新計劃。v燃料的需求量及解決燃料問題的策略。v采用新發(fā)電技術(shù)（如太陽能發(fā)電）的可能性。v采用負荷管理系統(tǒng)對系統(tǒng)電力、電量平衡的影響。v與相鄰電力系統(tǒng)進行電力交換的可能性。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電源規(guī)劃的投資決策原則 電源規(guī)劃與系統(tǒng)負荷預測、電力電量平衡、發(fā)電廠廠址選擇、發(fā)

4、電機組類型和規(guī)模、燃料來源及其運輸條件、水庫調(diào)節(jié)、系統(tǒng)運行、電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和各種技術(shù)經(jīng)濟指標的選擇等一系列問題密切相關(guān)，這就決定了其決策過程必須與多個部門配合，因此是一項繁瑣而艱巨的任務。由于電源規(guī)劃的投資規(guī)模大、周期長，對國民經(jīng)濟的發(fā)展影響大，因此在制定電源規(guī)劃方案時，必須遵循一定的原則：v參與經(jīng)濟計算和比較的各個電源規(guī)劃方案必須具有可比性。v必須確定合理的經(jīng)濟計算年限，比較方案的計算年限要一致（采用年費用最小法時可不一致）。v確定合理的經(jīng)濟比較標準。v在投資決策中，各項費用和收益，如建設(shè)期的投資、運營期的年費用和效益，都要考慮資金的時間因素，并以同一時間為基準。決策過程必須統(tǒng)籌兼顧國民經(jīng)濟的

5、整體利益，與相關(guān)部門密切配合。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所63636電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電源規(guī)劃的經(jīng)濟評價方法v【意義】電源規(guī)劃方案的經(jīng)濟評價是電源規(guī)劃中不可缺少的環(huán)節(jié)。v【目的】根據(jù)國民經(jīng)濟整體發(fā)展戰(zhàn)略及地區(qū)發(fā)展規(guī)劃的要求，計算各方案的投入費用和產(chǎn)出效益，進行多方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，進而從中選擇對國民經(jīng)濟發(fā)展最有益的方案。v【慣例】對于各種可行的電源規(guī)劃方案，通常認為有相同的經(jīng)濟效益，因此在滿足負荷需求和各種約束條件下及技術(shù)經(jīng)濟指標下，總投入最小的方案就是最經(jīng)濟的方案。v【投資分攤】如果某

6、個方案除了滿足發(fā)電效益以外，還可帶來其它利益，則可以采用投資分攤或計入方案費用的方法進行比較。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所63637電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電廠容量的選擇v【目的】確定每個擬建電廠的建設(shè)規(guī)模，是下一步做系統(tǒng)電源規(guī)劃方案的基礎(chǔ)。v【主要內(nèi)容】：影響電廠容量的主要因素水電廠裝機容量選擇熱電廠容量選擇抽水蓄能式電站容量選擇凝汽式電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所63638電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃0

7、90404修改課件影響電廠容量的主要因素v規(guī)劃地區(qū)（即電廠供電地區(qū)）負荷的影響v動力資源條件的影響v廠址條件的影響v系統(tǒng)規(guī)模的影響v設(shè)備規(guī)模及供應條件的影響電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件影響電廠容量的主要因素v【規(guī)劃地區(qū)（即電廠供電地區(qū)）負荷的影響】負荷大小的影響。負荷需求的大小決定了建設(shè)電廠的總?cè)萘俊Ｘ摵煞植嫉挠绊?。負荷比較集中的地區(qū)適宜建大電廠，而負荷分散的地區(qū)則可考慮減小規(guī)模電廠。負荷方式的影響。對于宜帶尖峰負荷的水電廠來說，如果地區(qū)負荷峰谷差大，尖峰負荷較高，則在相同保證出力下可以多裝機，容量可以選得大些，以充分發(fā)揮水電的效益。對于熱電廠來說，如果熱負荷在年內(nèi)比

8、較均衡，年最大負荷利用小時數(shù)較高，則熱電廠的容量可以選得大些，以便獲得較多的熱化電能。負荷增長速度的影響。大容量電廠采用大機組，適應負荷迅速增長的能力強。因此負荷增長迅速時，有利于大容量電廠的興建。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636310電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件影響電廠容量的主要因素v【動力資源條件的影響】 資源條件對電廠容量影響很大，對水電廠它起決定件的作用，對火電廠它也有一定影響。對燃料供應方便而又可靠的坑口電廠容量可以選得大些，對建在負荷中心、遠離礦區(qū)的電廠則燃料供應條件是影響電廠規(guī)劃容

9、量的因素之一。v【廠址條件的影響】 火電廠的廠址條件主要指供水、煤場、灰場、交通運輸條件、地質(zhì)地形、環(huán)保要求等條件。它們往往對電廠容量影響很大。水電廠的廠址條件，如壩址的地質(zhì)條件、庫區(qū)的移民問題、壩址地形及施工條件、水利樞紐布置及輸電線路可行路徑條件等也對其電廠選址和電廠容量起很大的作用。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636311電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件影響電廠容量的主要因素v【系統(tǒng)規(guī)模的影響】 當電廠聯(lián)人系統(tǒng)時，系統(tǒng)規(guī)模越大，負荷需求越大則在滿足同樣可靠性要求前提下，電廠的容量可選得大些。因為

10、大電廠可以采用大機組，效率較小機組要高。若果采用大機組可以滿足系統(tǒng)的可靠性要求，則它在經(jīng)濟上就是合理的。一般來說，電廠的最大容量不越過系統(tǒng)的總事故備用為宜，單機容量以不大于系統(tǒng)最大負衡的10為宜。v【設(shè)備規(guī)模及供應條件的影響】 電廠容量大小與裝機臺數(shù)及單機容量大小有關(guān)，一個電廠的機組臺數(shù)不宜過多，如果單臺機組容量較小，則電廠的容量也較小。在規(guī)劃電廠容量時應根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)備規(guī)范選用合理的機組容量，并確定電廠容量。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636312電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇

11、2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636313電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636314電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636315電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息

12、與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636316電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636317電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636318電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研

13、究所636319電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636320電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636321電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件水電廠裝機容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636322電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)

14、劃090404修改課件 要確定熱電廠的裝機方案，需要解決地區(qū)集中供熱系數(shù)的選擇及集中供熱負荷的分配，電廠熱化系數(shù)的選擇及其經(jīng)濟容量，熱化機組型式的選擇等問題。v地區(qū)集中供熱系數(shù)的選擇v集中供熱系數(shù):地區(qū)總熱負荷中由集中供熱（包括熱電廠、區(qū)域鍋爐房）供應部分的比重v注意：集中供熱系數(shù)并不是越接近1越好，因為總有一部分過于分散又較小的熱負荷是不宜于聯(lián)入熱網(wǎng)的，若將它們聯(lián)入熱網(wǎng)會導致供熱網(wǎng)的費用大大高于集中供熱的效益。熱電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636323電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件v集

15、中供熱負荷分配：可以是由一個熱電廠提供，也可以是幾個熱電廠共同分擔或者加上部分區(qū)域鍋爐房供熱。當熱負荷大且分布廣時，有多個熱電廠共同分擔更為經(jīng)濟合理，因為熱網(wǎng)建設(shè)費用對熱電廠的的經(jīng)濟供熱范圍起決定性的作用。涉及到多個熱電廠分擔供熱時，要進行兩方面的分析比較。v熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)的方案比較，其中熱電聯(lián)產(chǎn)即熱電廠既供熱又供電，熱電分產(chǎn)即為凝汽式電廠加區(qū)域鍋爐房，一般利用比較開支現(xiàn)值大小的方法對聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)的方案做出選擇。熱電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636324電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件v

16、熱電廠的經(jīng)濟容量的選擇，即確定熱電廠經(jīng)濟合理的熱負荷量，使其單位供熱能力所需的計算費用為最小。因熱電廠容量越大，則單位供熱所需的投資及運行費低，但容量大、供熱集中，則熱網(wǎng)的建設(shè)及維護費 用也大，這兩方面綜合權(quán)衡，就可以找 到熱電廠的經(jīng)濟容量 的范圍，如圖 圖中：1-熱網(wǎng)費用曲線， 2-熱電廠費用曲線， 3-總費用曲線熱電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636325電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件v注意：就熱電廠本身來說，總費用最低時的容量就是其經(jīng)濟容量，此時電廠本身經(jīng)濟效果最好。就熱網(wǎng)整體來說，

17、則還有一個超過熱電廠經(jīng)濟容量部分的熱負荷如何供應，或者多個熱電廠或熱電廠與區(qū)域鍋爐房之間如何分配熱負荷的問題，這需要在每個熱源經(jīng)濟容量的基礎(chǔ)上列出幾個供熱方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。v熱電廠熱化系數(shù)的選擇v熱化系數(shù)：通常指汽輪機供熱負荷占最大熱負荷的比例熱電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636326電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件v注意：有時也按年汽輪機供熱量占總供熱量的比例來定義熱化系數(shù)，即將式 中的相應量變換為年總供應量。v知道熱化系數(shù)后，根據(jù)熱電廠熱、電的成本與費用分攤的原則及指標即可確

18、定其容量。熱電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636327TMTMTQTTMPMQQQQQ電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件v抽水蓄能電站：利用電力系統(tǒng)負荷低谷時富裕的容量抽水蓄能，在高峰負荷時放水發(fā)電，擔任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻任務。v電站容量確定步驟抽水蓄能式電站容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636328電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件抽水蓄能式電站容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力

19、信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636329電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件凝汽式電廠容量選擇2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636330 在電力規(guī)劃中，往往首先確定熱電廠和水電廠的容量，電力電量平衡不足的部分有凝汽式電廠承擔。然后將需要新增加的凝汽式電廠容量按各個可能的建廠廠址條件、經(jīng)濟性及可見規(guī)模、建設(shè)條件等依次分配。v凝汽式發(fā)電廠本身每單位千瓦的計算費用是隨著電廠容量的增加而減小，而輸變電工程每千瓦能力的年費用隨電廠容量增大先下降后增加。因此同熱電廠經(jīng)濟容量確定一樣，權(quán)衡兩者

20、，總費用最小值對應的電廠容量即為其經(jīng)濟容量。實際中計算費用在最低點附近變化很平緩，容量可在其附近選擇。v注意：在電廠采用不同容量的機組時期計算費用曲線是不同的。若廠址條件對電廠容量的限制有個限制值，則可從各種單機容量的計算費用曲線中同時選定電廠容量及易于采用的單機容量。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電源規(guī)劃數(shù)學模型2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636331【主要內(nèi)容】v電源規(guī)劃的數(shù)學模型v目標函數(shù)v約束條件v投資決策問題生產(chǎn)模擬問題電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電源規(guī)劃的數(shù)學模

21、型2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636332 【電源規(guī)劃的數(shù)學模型一般形式】 電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電源規(guī)劃的數(shù)學模型2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636333【模型說明】 電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件目標函數(shù)2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636334【目標函數(shù)】 一般為系統(tǒng)總投資費用最小。 總投資費用包括兩個部分：一部分與安裝發(fā)

22、電機組容量有關(guān)，如發(fā)電廠的投資費用；另一部分與發(fā)電機組的實際輸出功率有關(guān)，如發(fā)電廠的運行費用，其中主要是發(fā)電廠的燃料費用?！径嗄繕颂幚怼?在實際應用中，規(guī)劃目標不僅僅是投資費用和運行費用，還包括其它效益和支出，如計及可靠性指標、輸電線路費用、未來的不確定性因素（如負荷預測、水文數(shù)據(jù)及市場因素）等，故電源規(guī)劃是一個多目標規(guī)劃問題。對此，具體處理方法是多樣的，常用的方法是將不同的目標函數(shù)乘以不同的權(quán)值形成一個新的目標函數(shù)，從而轉(zhuǎn)化為單目標問題處理。(, )f X Y電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件約束條件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣

23、工程學院電力信息與控制研究所636335 對于不同的系統(tǒng)，以及不同的規(guī)劃模型，約束條件都是有差異的?！倦娫唇ㄔO(shè)施工約束】電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件約束條件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636336電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件約束條件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636337v【系統(tǒng)運行約束】電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所

24、武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636338電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636339v【備用容量約束】v【可靠性約束】 常采用兩種方法，一種是將可靠性指標計入約束中；另一種是將其做某種處理，計入目標函數(shù)。鑒于具體情況的差異，不同系統(tǒng)的電源規(guī)劃采用統(tǒng)一的可靠性指標并不現(xiàn)實。此外，在制定可靠性指標時要考慮其經(jīng)濟性，例如在建立的目標函數(shù)中綜合考慮經(jīng)濟性和經(jīng)濟情況處置和停電損失的費用，這類處理方法在電源規(guī)劃研究中被大量采用。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404

25、修改課件約束條件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636340【說明】 根據(jù)所采取的規(guī)劃模型不同，除了上述常用約束條件，可能還要考慮輸電能力約束、最小開發(fā)容量約束、火電年利用小時數(shù)約束、抽水蓄能電站約束、核電廠基能約束以及分布式發(fā)電機組約束等。以上列出的約束條件的表達方式在不同的模型中是不同的，處理方式也有差異。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件投資決策問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636341 在電源規(guī)劃數(shù)學模型中，變量可以分為離散變

26、量與連續(xù)變量兩類，據(jù)此可以將電源規(guī)劃模型分解為電源投資決策和生產(chǎn)模擬兩部分，這兩部分可采用不同的優(yōu)化技術(shù)，相應的電源規(guī)劃過程也被分為相互關(guān)聯(lián)的兩個階段。v 【投資決策問題】 以離散變量為主要變量，其解反映的是方案中各項目的建設(shè)與投產(chǎn)年份，以及廠址、機組類型和容量等，同時確定方案中與投資成本對應的費用。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636342v【生產(chǎn)模擬問題】 在投資決策條件給定的前提下，對方案中的運行成本逐年進行詳細優(yōu)化計算的問題。v隨機生產(chǎn)模擬:考慮規(guī)劃期內(nèi)可能存在諸

27、如各機組的非計劃強迫停運、未來電力負荷的隨機波動、水電廠來水量變化等不確定性約束。v隨機生產(chǎn)模擬優(yōu)點：可獲得方案中各機組的期望生產(chǎn)電能、生產(chǎn)費用及電源可靠性指標，為電源規(guī)劃的決策提供準確的反饋信息。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636343v隨機生產(chǎn)模擬的基本問題v一般持續(xù)負荷曲線，如圖電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636344電力系統(tǒng)規(guī)

28、劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636345電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636346v等效持續(xù)負荷曲線：把發(fā)電機組故障影響當成等效負荷對原始負荷曲線不斷修正的結(jié)果。當發(fā)電機組故障時，系統(tǒng)的等效負荷就要增大。關(guān)于這一概念的幾何解釋可參照圖電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息

29、與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636347電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636348電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636349【隨機生產(chǎn)過程模擬】v原始資料：負荷資料和發(fā)電機組的技術(shù)經(jīng)濟數(shù)據(jù)。v負荷資料作用：用來形成研究期間的原始持續(xù)負荷曲線及最大負荷曲線。最大負荷曲線是指每月或每周的最大負荷按時間序列形成的曲線，它

30、的用途是安排檢修計劃。v火電機組的數(shù)據(jù)：發(fā)電機組的類型、容量，發(fā)電機組的臺數(shù)，各發(fā)電機組的平均煤耗率，燃料價格，發(fā)電機組的強迫停運率，發(fā)電機組的最小輸出功率，發(fā)電機組所需的檢修時間。v水電特性：首先，水電機組的發(fā)電量是由水文條件及水庫調(diào)度決定的，因此在發(fā)電調(diào)度中水電機組的發(fā)電量是給定的已知量。其次，由于水庫上下游水位變動，水電機組的發(fā)電功率可能達不到其額定容量。這種由水力條件決定的水電機組的實際發(fā)電能力稱為預想輸出功率。在生產(chǎn)調(diào)度中我們應該用預想輸出功率代替水電機組的容量參與電力平衡。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力

31、信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636350v假定電力系統(tǒng)只包含火電機組，且檢修計劃已知，即參與運行的發(fā)電機組已全部確定，則隨機生產(chǎn)模擬的過程及步驟如下：電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636352電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件生產(chǎn)模擬問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電

32、氣工程學院電力信息與控制研究所636354v隨機生產(chǎn)模擬方法簡介v傅立葉級數(shù)法：用50100項傅立葉級數(shù)描述持續(xù)負荷曲線，然后在傅立葉領(lǐng)域內(nèi)進行卷積計算。v標準卷積法：將概率學中對隨機變量概率分布函數(shù)的卷積計算公式作為算法的核心，其概念清晰，但計算量大。v半不變量法：用隨機分布的數(shù)字特征半不變量來描述系統(tǒng)的持續(xù)負荷曲線和各發(fā)電機組的隨機停運。v等效電量函數(shù)法：先求出電力系統(tǒng)在不同負荷水平下的電量需求（即形成電量函數(shù)），然后再考慮發(fā)電機組故障時直接修正各負荷水平所需的電量（即修正等效電量函數(shù)），這樣就可以非常方便的完成隨機生產(chǎn)模擬計算。電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件電力市

33、場環(huán)境下的電源規(guī)劃v市場環(huán)境下電源規(guī)劃面臨的新挑戰(zhàn)v市場環(huán)境下的電源規(guī)劃問題v市場環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式v市場環(huán)境下電源建設(shè)的融資問題2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636355電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件市場環(huán)境下電源規(guī)劃面臨的新挑戰(zhàn)v【新特點】 在電力市場環(huán)境下，強制性的、統(tǒng)一性的電源規(guī)劃和投資決策已不可能實現(xiàn)。電源規(guī)劃中，無論是考慮新增發(fā)電機組還是退役舊機組，都是發(fā)電企業(yè)的內(nèi)部決策問題，新增發(fā)電機組將以電廠投資的利益最大化為前提。v【新的影響因素】 未來市場的電價波動情況、國家政策變化（有無

34、容量電價、綠色電力市場等）、能源價格及負荷變化等因素。v【新挑戰(zhàn)】 如何建立有效可靠的市場機制，來有效的引導發(fā)電企業(yè)投資，以確保系統(tǒng)發(fā)電容量充裕性；各個發(fā)電企業(yè)應如何根據(jù)市場負荷預測決定自己的電源新建或退役計劃和投資決策，如何選擇新增機組容量、類型和地點等；選擇參與什么樣的市場，并分析在不同市場下自己的收益情況。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636356電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件市場環(huán)境下的電源規(guī)劃問題【影響因素】電力市場環(huán)境下，電源規(guī)劃必須考慮以下因素的影響：v由于電網(wǎng)企業(yè)不在負責發(fā)電廠的建設(shè)，

35、發(fā)電投資由利益驅(qū)動，缺電責任主體不明。v市場機制有一定的滯后性，建造新電廠至少需要23年時間。v電力市場的競爭性，使投資風險加大，投資來源可能減少。v電網(wǎng)企業(yè)不再投資電源，電源建設(shè)少了一個理智的投資來源。v競爭性的發(fā)電市場不利于水電、核電等投資大、建設(shè)周期長但社會效益大的電源建設(shè)與發(fā)展，也不利于可再生能源的開發(fā)和利用。v承擔高峰負荷的發(fā)電機組發(fā)電機會少，財政風險大，可能過早退役，造成容量缺乏。電網(wǎng)的輸電能力比較薄弱，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象，造成一些特定區(qū)域缺電。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636357電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座

36、4電源規(guī)劃090404修改課件市場環(huán)境下的電源規(guī)劃問題【投資風險】電力市場環(huán)境下，電源項目投資面臨的風險：v政策、法律風險。它是指國家在外匯管理、法律制度、稅收制度、勞資關(guān)系、電價政策等與發(fā)電項目有關(guān)的敏感性問題方面的法規(guī)是否穩(wěn)定、健全，管理是否完善。v金融風險。項目的金融風險主要包括利率風險、匯率風險、貨幣兌換風險和通貨膨脹等風險。v或有風險。它主要包括各種自然災害，如地震、臺風、洪水等不可抗力給工程帶來的風險。v完工風險。它是指項目進行施工建設(shè)階段，承包商由于種種原因不能在原定計劃的工期內(nèi)完成項目的建設(shè)所造成的風險。生產(chǎn)風險。它是指項目在試生產(chǎn)運營階段或生產(chǎn)運營階段存在的技術(shù)、資源儲備、能

37、源和原料供應、生產(chǎn)經(jīng)營和勞動力狀況等風險因素的總稱。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636358電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件市場環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式v【電源規(guī)劃主體選擇】 市場環(huán)境下，電源規(guī)劃是以市場為導向進行的，電網(wǎng)企業(yè)最了解市場，具有最直接、最準確的市場信息，因此市場環(huán)境下由電網(wǎng)企業(yè)承擔前期的電源規(guī)劃任務比較合適，也便于和電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)。v【電網(wǎng)作為電源規(guī)劃主體的優(yōu)點】 在輸配電還沒有分開的情況下，保證供電的責任在電網(wǎng)企業(yè)，發(fā)電企業(yè)不需要承擔這個風險；電網(wǎng)企業(yè)來做電源規(guī)劃可以做到比較公正，因為

38、電網(wǎng)企業(yè)是天然的壟斷行業(yè)，它的回報率是固定的，而且受到國家有關(guān)部門的嚴格監(jiān)督。v【電源規(guī)劃可采用的模式】v統(tǒng)一規(guī)劃，招標決策v參考規(guī)劃，自主決策2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636359電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件市場環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式v【統(tǒng)一規(guī)劃，招標決策】：由電網(wǎng)企業(yè)通過詳細的方案開發(fā)，提出幾個可能的電源和電網(wǎng)的優(yōu)選方案，然后對這些方案進行綜合技術(shù)分析，提出預期的綜合電價和書店電價評估，對優(yōu)選方案進行排序供決策考慮。電源方案按招標、競標決策實施，電網(wǎng)方案按指令性計劃實施。v電源規(guī)劃方案按實施競標的過程：v招標與投標。v中標電源投資者與電網(wǎng)企業(yè)簽訂長期合同，風險雙方共擔。v政府和監(jiān)管機構(gòu)授予電廠投資者特許建設(shè)權(quán)，即政府根據(jù)一次規(guī)劃布局的合理性和環(huán)保要求，批準規(guī)劃的建廠地址和容量，發(fā)給電廠投資者建廠和今后運營許可證。v政府和電監(jiān)機構(gòu)授予電網(wǎng)企業(yè)特許權(quán)。2021-10-10武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所武漢大學電氣工程學院電力信息與控制研究所636360電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性講座4電源規(guī)劃090404修改課件市場環(huán)境下電源規(guī)劃的主體和模式v統(tǒng)一規(guī)劃模式優(yōu)點：將電力市場環(huán)境下電力系統(tǒng)規(guī)劃的不確定性轉(zhuǎn)化為確定性，按確定性規(guī)劃方法進行規(guī)劃。規(guī)劃