電力系統(tǒng)規(guī)劃課件三

第五章電源規(guī)劃5.1概述目的：根據(jù)某一時(shí)期的負(fù)荷需求預(yù)測(cè)，在滿足一定可靠性的條件下尋求一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的電源開發(fā)方案。主要回答：a.何時(shí)投建新發(fā)電機(jī)組b.何處投建新發(fā)電機(jī)組c.投建何種類型新發(fā)電機(jī)組d.投建多大容量新發(fā)電機(jī)組電源規(guī)劃模型具有高維性、非線性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，應(yīng)對(duì)以下問題作出定量分析：a.電源結(jié)構(gòu)的合理性b.規(guī)劃方案所需一次能源及燃料費(fèi)用c.規(guī)劃方案的投資流和年運(yùn)行費(fèi)用d.供電的可靠性指標(biāo)e.規(guī)劃方案與負(fù)荷增長(zhǎng)、燃料價(jià)格和機(jī)組投資等的靈敏度f.推遲某些關(guān)鍵項(xiàng)目的影響主要研究?jī)?nèi)容5.2經(jīng)濟(jì)分析基礎(chǔ)目前常用的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法分為以下三類：a.靜態(tài)評(píng)價(jià)法b.動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)法c.不確定性評(píng)價(jià)法其中使用最多的是動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)法包括：a.凈現(xiàn)值法b.內(nèi)部收益率法c.費(fèi)用現(xiàn)值法d.等年費(fèi)用法工程項(xiàng)目有關(guān)資金的時(shí)間價(jià)值可以用以下四種方式來表示:a.現(xiàn)值(P):把不同時(shí)刻的資金換算為當(dāng)前時(shí)刻的等效金額。這種換算稱為貼現(xiàn)計(jì)算，現(xiàn)值也可以稱為貼現(xiàn)計(jì)算,現(xiàn)值也稱貼現(xiàn)值。b.將來值(F):資金的將來值也叫終值,是把資金換算到將來某一時(shí)刻的等效金額。c.等年值(A):把資金換算為按期等額支付的金額,通常每期為一年,稱為等年值.d.遞增年值(G):把資金換算為按期遞增支付的金額,通常每期為一年,稱為遞增年值.§1.資金的時(shí)間價(jià)值由圖可以看出：資金的現(xiàn)值P發(fā)生在第一年初；將來值F發(fā)生在最后一年末；而等年值A(chǔ)則發(fā)生在每年的年底。三種類型資金表示方式:把資金折算為按期遞增支付的金額.如下圖所示:以上四種類型的資金可以互相轉(zhuǎn)換。遞增年值(G):設(shè)利率為I，第n年末的利息及本利和如下表:一.由現(xiàn)值(P)求將來值(F)該計(jì)算稱為貼現(xiàn)計(jì)算。由式（5－1）可知二.由將來值(F)求現(xiàn)值(P)稱為一次貼現(xiàn)系數(shù)，為一次支付本利和系數(shù)的倒數(shù)。這些系數(shù)都有現(xiàn)成的利息系數(shù)表可查。該計(jì)算稱為等年值本利和計(jì)算。當(dāng)?shù)阮~A的現(xiàn)金流發(fā)生在每年末，從t=1到t=n年時(shí)，在第n年末將來值F等于這n個(gè)現(xiàn)金流中每個(gè)A值的將來值的總和，即：三.由等年值(A)求將來值(F)某工程投資20億元，施工期為10年，每年分?jǐn)偼顿Y為2億元。如果全部投資由銀行貸款，貸款利率為10％，問工程投產(chǎn)時(shí)欠銀行多少錢？例5-1：該計(jì)算稱為償還基金計(jì)算。由式(5-7)可得利用償還基金計(jì)算可回答：為了支付第n年的一筆費(fèi)用，從現(xiàn)在起到第n年止，每年應(yīng)該等額儲(chǔ)蓄多少。四.由將來值(F)求等年值(A)為了在第20年末更新一臺(tái)設(shè)備，預(yù)計(jì)當(dāng)時(shí)的價(jià)格為10000元，若銀行的年利率為7％不變，每年應(yīng)儲(chǔ)蓄多少？解：例5-2：即每年應(yīng)儲(chǔ)蓄243.9元,20年后可得10000元.該計(jì)算稱為等年值的現(xiàn)值計(jì)算。為了求得n年內(nèi)等年值A(chǔ)等效的現(xiàn)值，可利用式(5-3)和式(5-7)。由式(5-3)知五.由等年值(A)求現(xiàn)值(P)設(shè)某工程投產(chǎn)后每年凈收益2億元，希望在10年內(nèi)連本帶利把全部投資收回，若利率為10％，問該工程在開始時(shí)最多容許籌劃多少投資？例5-3：即在上述條件下,該工程在開始時(shí)最多容許籌劃12.289億元投資.稱為資金回收系數(shù)。它表達(dá)了已知現(xiàn)值P(發(fā)生在第一年初)和n個(gè)等年值（發(fā)生在第1，2，····n年末）之間的關(guān)系。六、由現(xiàn)值(P)求等年值(A)由現(xiàn)值P求等年值A(chǔ)的計(jì)算叫做資金回收計(jì)算。由式(5-11)可得某公司目前借款購買一臺(tái)價(jià)值10000元的機(jī)器，該款應(yīng)在20年內(nèi)等額還清。設(shè)利率為8％，每年末應(yīng)償還多少？例5-4：即每年末應(yīng)償還1018.5元利用資金時(shí)間價(jià)值的換算公式，可把現(xiàn)金流折算為所需要的等效金額。這種換算提供了四種經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法，即：凈現(xiàn)值法；內(nèi)部收益率法；最小費(fèi)用法；等年值法?！?經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法工程項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值是該項(xiàng)目在使用壽命內(nèi)總收益和總費(fèi)用的現(xiàn)值之差。設(shè)有m個(gè)互斥的投資方案(j=1,2,····m)，在其它條件可比的情況下，我們應(yīng)推薦凈現(xiàn)值最大的方案，即：一、凈現(xiàn)值法某水電站投資為5000萬元，使用壽命50年，年運(yùn)行費(fèi)用為100萬元，若每年的綜合效益為700萬元，貼現(xiàn)率為10％，計(jì)算其凈現(xiàn)值。解：水電站的使用壽命為50年，設(shè)總效益的現(xiàn)值為BPV，則例5-5：討論三--三貼現(xiàn)三率I對(duì)凈三現(xiàn)值三的影三響在這三種情三況下三，該三方案三已不三可取三?？扇?三隨著三貼現(xiàn)三率的三增加三,凈三現(xiàn)值三越來三越小三。由以三上結(jié)三果可三以看三出，三對(duì)同三一工三程方三案來三說，三所用三的貼三現(xiàn)率i愈大三，則三其凈三現(xiàn)值三愈小三。同一三現(xiàn)金三流的凈現(xiàn)三值NP三V隨著貼三現(xiàn)率I的變化關(guān)三系可三用所謂凈三現(xiàn)值三函數(shù)曲線三來表三示貼現(xiàn)三率I對(duì)凈三現(xiàn)值三的影三響（三續(xù)）從例三5-三5可三看出三，一三個(gè)工三程方三案的三凈現(xiàn)三值與三所用三的貼三現(xiàn)率三有密三切關(guān)三系，三凈現(xiàn)三值隨三給定三的貼三現(xiàn)率三的增三大而三減小三。內(nèi)三部收三益率三法的三關(guān)鍵三是求三出一三個(gè)使三工程三方案三的凈三現(xiàn)值三為零三的收三益率三，即三從下三式中三求出i*j三:二、三內(nèi)部三收益三率法優(yōu)點(diǎn)三：在進(jìn)三行互三斥方三案比三較時(shí)三，不三需要三實(shí)現(xiàn)三知道三標(biāo)準(zhǔn)三的貼三現(xiàn)率三，而三用計(jì)三算得三到的三收益三率i*j直接三進(jìn)行三比較三。對(duì)于三獨(dú)立三的方三案來三說，三當(dāng)工三程的三內(nèi)部三收益三率i*大于三標(biāo)準(zhǔn)三貼現(xiàn)三率i0時(shí)，三即i*j〉i0（5三-1三8）則認(rèn)三為該三方案三在經(jīng)三濟(jì)上三是可三取的三。缺點(diǎn)三：要進(jìn)三行迭三代計(jì)三算，三計(jì)算三量比三較大三。內(nèi)部三收益三率法三特點(diǎn)三：隱含三了一三個(gè)假三定：三當(dāng)方三案滿三足相三同的三需要三時(shí)其三收益三相等三。因三此凈三現(xiàn)值三法的三判別三式（三5-三15三）就三等價(jià)三于求三費(fèi)用三現(xiàn)值PV三C最小三的方三案，三即三、三最小三費(fèi)用三法在各三工程三使用三壽命三不同三的情三況下三，即三凈現(xiàn)三值或三費(fèi)用三現(xiàn)值三相等三，其三實(shí)際三效益三也不三相同三。為三使方三案比三較有三一個(gè)三共同三的時(shí)三間基三礎(chǔ)，三采用三最小三公倍三法和三最大三使用三壽命三期法三。最小三公倍三數(shù)法三：以三不同三方案三使用三壽命三的最三小公三倍數(shù)三為計(jì)三算期三，在三此計(jì)三算期三內(nèi)，三各方三案分三別考三慮以三同樣三的規(guī)三模、三按相三應(yīng)最三小公三倍數(shù)三重復(fù)三投資三，以三滿足三不變?nèi)男枞?。三最后三求出三?jì)算三期內(nèi)三各方三案的三凈現(xiàn)三值或三費(fèi)用三現(xiàn)值三，進(jìn)三行比三較。對(duì)于三方案三數(shù)較三多且三使用三壽命三相差三很大三的情三況，三可將三方案三中最三大的三使用三壽命三定為三計(jì)算三期。三使用三壽命三短的三方案三在計(jì)三算期三內(nèi)考三慮重三復(fù)投三資，三在計(jì)三算期三末可三將剩三余使三用壽三命的三折余三價(jià)值三視為三殘值三扣除三。不同三方案三使用三壽命三不同三時(shí)的三處理三方法三：某工三程項(xiàng)三目有三如右三所示三兩種三方案三。若三規(guī)定三的貼三現(xiàn)率三為6三%，三問哪三個(gè)方三案比三較經(jīng)三濟(jì)？項(xiàng)目方案1方案2投資3000元5000元?dú)堉?1000元使用壽命6年8年運(yùn)行壽命750元/年550元/年解：三兩方三案計(jì)三算期三取2三4年三。對(duì)三方案三1投三資4三次，三費(fèi)用三現(xiàn)值三為例5三-6三：對(duì)方三案2三共重三復(fù)投三資3三次，三其費(fèi)三用現(xiàn)三值為等年三值法三是把三工程三項(xiàng)目三使用三期內(nèi)三的費(fèi)三用換三算成三等額三的每三年一三筆的三等價(jià)三費(fèi)用三——三等年三值，三然后三把等三年值三進(jìn)行三比較三。這三是互三斥方三案經(jīng)三濟(jì)評(píng)三價(jià)常三用的三一種三方法三。利用三式（三5-三19三）可三得到三工程三項(xiàng)目三等年三值判三別式三如下三：四、三等年三值法式中ACj為方三案j總費(fèi)三用的三等年三值。當(dāng)使三用期三內(nèi)每三年的三費(fèi)用三不變?nèi)龝r(shí)，三即Cjt=Cjt=三1,三2,三….三n及投三資只三發(fā)生三在第三一年三的年三初時(shí)三，即時(shí)，三經(jīng)過三簡(jiǎn)單三的代三數(shù)運(yùn)三算即三可把三式(三5-三20三)簡(jiǎn)三化為使用三等年三值法三對(duì)例三6中三兩種三方案三進(jìn)行三經(jīng)濟(jì)三比較三。解：三利用三式(三5-三21三)對(duì)三方案三1進(jìn)三行等三年值三計(jì)算例5三-7對(duì)方三案2三我們?nèi)锌梢娙?，利三用等三年值三法處三理使三用壽三命不三同的三方案三比較三方便三。無三論各三方案三的使三用壽三命是三否相三同，三只要三將各三方案三現(xiàn)金三流換三算為三等年三值，三即可三比較三。值得三注意三的是三：和三例5三-6三的計(jì)三算結(jié)三果對(duì)三照，三方案三1、三方案三2的三費(fèi)用三現(xiàn)值三與等三年值三的比三值正三好相三等，三即17三07三0:三13三60三.2三=1三57三39三:1三25三4=三12三.5三5這個(gè)三結(jié)果三并不三奇怪三，因三為1三2.三55三正是三等年三值的三現(xiàn)值三系數(shù)三，即(P/三A,三6%三,2三4)三=1三2.三55三04因此三可以三看出三等年三值法三和最三小費(fèi)三用法三是完三全等三效的三。但三等年三值法三計(jì)算三要簡(jiǎn)三單得三多，三這也三是等三年值三法的三優(yōu)點(diǎn)三。例5三-7三（續(xù)三）特點(diǎn)1)三考慮三不同三廠址三對(duì)投三資和三運(yùn)行三費(fèi)用三的影三響。2)三按發(fā)三電廠三優(yōu)化三便于三進(jìn)行三區(qū)域三電力三電量三平衡三，從三而協(xié)三調(diào)省三(地三區(qū))三間各三層次三的關(guān)三系，三反映三各方三面的三效益三。3)三充分三考慮三到了三水文三條件三和地三理?xiàng)l三件帶三來的三特點(diǎn)三。5.三3三按電三廠優(yōu)三化的三電源三規(guī)劃三(JA三SP三)§1模型三結(jié)構(gòu)主要三由數(shù)三據(jù)處三理、優(yōu)三化模三型和三輸出三報(bào)告三三部三分組三成。原始三數(shù)據(jù)三包括三：負(fù)三荷數(shù)三據(jù)、三發(fā)電三廠數(shù)三據(jù)、三地理三分布三數(shù)據(jù)三、水三庫調(diào)三度數(shù)三據(jù)負(fù)荷三數(shù)據(jù)三：為三了進(jìn)三行分三區(qū)電三力電三量平三衡，三負(fù)荷三數(shù)據(jù)三應(yīng)分三區(qū)輸三入。三數(shù)據(jù)三包括三在規(guī)三劃期三間各三區(qū)逐三年最三大負(fù)三荷、三典型三周最三大負(fù)三荷曲三線、三典型三月最三大負(fù)三荷曲三線和三典型三日負(fù)三荷曲三線。地理三分布三數(shù)據(jù)三：主三要包三括以三對(duì)稱三坐標(biāo)三按一三定比三例輸三入的三各地三區(qū)發(fā)三電廠三及負(fù)三荷中三心的三地理三位置三，各三地區(qū)三所轄三的發(fā)三電廠三數(shù)目三及其三名稱三。水庫三調(diào)度三數(shù)據(jù)三：儲(chǔ)三存各三水電三廠枯三水年三及平三水年三的逐三月發(fā)三電量三、預(yù)三想出三力容三量及三航運(yùn)三、灌三溉等三最小三容許三的放三水量三所折三算的三最小三出力三容量三。1)三數(shù)據(jù)三處理三模塊電源三投資三決策三模型三：對(duì)三電源三投建三方案三進(jìn)行三優(yōu)化三，給三出各三待選三火電三廠及三水電三廠的三投建三時(shí)間三表；輸電三費(fèi)用三修正三模型三：根三據(jù)電三源決三策模三型給三出的三逐年三電源三投建三計(jì)劃三進(jìn)行三分區(qū)三電力三電量三平衡三，并三根據(jù)三電力三流向三、輸三電距三離及三功率三大小三估算三各擴(kuò)三建電三廠的三輸電三費(fèi)用三；生產(chǎn)三優(yōu)化三模型三：制三定檢三修計(jì)三劃及三進(jìn)行三隨機(jī)三生產(chǎn)三模擬三；典型三日運(yùn)三行方三式模三型：三安排三典型三日運(yùn)三行方三式，三以分三析電三源結(jié)三構(gòu)的三合理三性及三運(yùn)行三的可三靠性三，并三由此三來判三斷系三統(tǒng)是三否需三要及三何時(shí)三需要三采用三調(diào)峰三設(shè)備三。2)三優(yōu)化三模型三模塊電源三規(guī)劃三的輸三出報(bào)三告應(yīng)三能輸三出有三關(guān)方三案比三較完三整的三技術(shù)三經(jīng)濟(jì)三數(shù)據(jù)三及信三息，三盡可三能從三各個(gè)三角度三反映三該方三案的三特點(diǎn)三，包三括：a.系統(tǒng)三投建三電廠三及系三統(tǒng)總?cè)b機(jī)三容量b.各電三廠的三投資三及其三現(xiàn)值c.逐年三系統(tǒng)三電廠三的投三建容三量及三其臺(tái)三數(shù)等等三，各三項(xiàng)目三涉及三數(shù)據(jù)三的輸三出量三很大三，可三進(jìn)行三有選三擇輸三出。3)三輸出三報(bào)告三模塊電源三投資三決策三模型三中，三分別三采用X和Y表示三火電三廠和三水電三廠的三決策三變量三。對(duì)于三火電三廠來三說，三只要三機(jī)組三臺(tái)數(shù)三不超三過最三大容三許臺(tái)三數(shù)，三各機(jī)三組投三產(chǎn)年三根據(jù)三系統(tǒng)三電力三電量三平衡三及優(yōu)三化的三原則三確定三。對(duì)于三水電三廠，三當(dāng)大三壩建三成后三其機(jī)三組應(yīng)三按照三可行三性報(bào)三告中三擬訂三的投三產(chǎn)進(jìn)三度連三續(xù)建三成?！?電源三投資三決策三的數(shù)三學(xué)模三型ati為火三電廠I在第t年投三產(chǎn)每三臺(tái)機(jī)三組的三固定三費(fèi)用一.三目標(biāo)三函數(shù)可見三，ati為現(xiàn)將三各投三資歸三算為三現(xiàn)值三，再三折算三成的三等年三值。1)三投資三決策三變量X,三YX≥三0三Y≥三0,且X,三Y都是三整數(shù)三（Y只能三取0三，1三）2)三火電三廠每三年投三產(chǎn)機(jī)三組臺(tái)三數(shù)Xti應(yīng)受三施工三及制三造能三力所三允許三投產(chǎn)三臺(tái)數(shù)Mti的限三制Xti<=Mti(t三=1三,2三,3三,-三--三,Nt)3)火電三廠總?cè)b機(jī)三臺(tái)數(shù)三應(yīng)不三超過三給定三最終三裝機(jī)三臺(tái)數(shù)二.三約束三條件4）三對(duì)水三電廠三來說三，決三策變?nèi)縔tj表示三在第t年是三否為三該廠三的首三批機(jī)三組的三投產(chǎn)三年，三故應(yīng)三滿足三.三電三力平三衡條三件四.三電三量平三衡條三件§3電源三投資三決策三模型一.三輸電三費(fèi)用三的影三響所規(guī)三劃的三電力三系統(tǒng)三共分NL個(gè)地三區(qū)，每個(gè)三地區(qū)三的最三大負(fù)三荷PL及其三負(fù)荷三中心的三坐標(biāo)三(xL,yL)已知三，則三系統(tǒng)三的負(fù)三荷中三心坐三標(biāo)(xs,ys)可按三下式三求出這樣三就可三以方三便地三求出三各待三選電三廠的三輸電三距離三。如三上圖三中屬三于區(qū)三域s的發(fā)三電廠i向本三區(qū)及三區(qū)外三的輸三電距三離可三以按三下式三求出二.三啟發(fā)三式求三解算三法-三-爬三山過三程生產(chǎn)三優(yōu)化三模型三是電三源規(guī)三劃程三序的三重要三組成三部分三，其三功能三是對(duì)三電源三投資三決策三模型三所確三定的三電源三擴(kuò)建三方案三逐年三逐月三進(jìn)行三生產(chǎn)三模擬三，以三求得三該方三案的三運(yùn)行三費(fèi)用三及可三靠性三指標(biāo)三。包括三：檢三修計(jì)三劃和三隨即三生產(chǎn)三模擬三。檢三修計(jì)三劃確三定每三個(gè)月三參加三運(yùn)行三的發(fā)三電機(jī)三組，三在這三個(gè)基三礎(chǔ)上三進(jìn)行三隨機(jī)三生產(chǎn)三模擬三，采三用的三方法三為等三效電三量函三數(shù)法三?！?生產(chǎn)三優(yōu)化三模型三與典三型日三運(yùn)行三方式三模型典型三日運(yùn)三行方三式是三生產(chǎn)三優(yōu)化三模型三的一三個(gè)必三要補(bǔ)三充，三它可三以采三用隨三機(jī)生三產(chǎn)模三擬也三可以三采用三確定三性模三擬，三其安三排原三則是三在保三證運(yùn)三行合三理的三條件三下使三燃料三費(fèi)用三最小三。典型三日運(yùn)三行方三式模三型的三邏輯三框圖1)三檢修三及冷三備用三機(jī)組三的安三排是三為了三確定三參加三運(yùn)行三的發(fā)三電機(jī)三組，三應(yīng)遵三循以三下原三則：a.水火三電適三當(dāng)分三擔(dān)三；b.經(jīng)濟(jì)三性原三則c.分區(qū)三平衡三原則2)三生產(chǎn)三模擬三按系三統(tǒng)經(jīng)三濟(jì)原三則安三排各三發(fā)電三廠的三