电力市场下节能发电机组组合的研究

【摘要】：随着我国国民经济的发展,对能源的需求迅速增长,而能源消耗较快,浪费严重,也加剧了能源供求矛盾和环境污染。能源危机问题成为制约我国经济发展和社会和谐的重要因素。以火电为主的我国电力工业是能源消耗和污染排放的主要行业之一,因此改变机组调度方式,优化机组组合,对实现节能减排的目标意义重大。为了适应节约资源、保护环境的要求,节能发电调度成为电力系统发电调度的发展方向。 首先,论文描述了机组组合问题的数学模型,然后分析和综述了现有的各种求解机组组合问题的方法,比较了它们的利弊。 其次,按国家发改委颁布的《节能减排调度办法》的指导精神,根据节能发电要求,建立了节能发电调度机组组合模型。由于我国火电机组占绝大多数,因此本文主要研究了火电机组的组合问题。火电机组的耗量特性和负荷的经济分配是进行火电机组组合研究不可缺少的基础资料,本文分析了火电机组的耗量特性及其参数的确定方法,对各时段机组功率的优化分配采用等耗微增率规则,对等耗微增率准则进行了编程。对机组组合的算法采用优先顺序法和动态规划法相结合,并对动态规划法进行了改进。 作为我国配置电能资源的一种新制度安排方式,当前正在建设的区域电力市场能否改进发电调度方式,能否促进节能降耗,成为当前需要注意的问题。本文对区域电力市场环境下节能发电调度和市场机制相结合的问题进行了研究,详细分析了电力市场运营的基本模式、交易类型和结算方式;建立了一种以系统总耗量最小和电网购电成本最小双目标的机组组合模型;模型的求解方法通过定义目标函数的隶属函数将确定性问题模糊化,利用最大隶属度法将双目标问题转化为单目标非线性规划问题,然后通过LINGO软件编程求解。 论文对IEEE10机系统首先进行了节能计算的仿真,并将结果与其他计算方法进行了比较,证明了本文给出的优先顺序法与改进动态规划法相结合方法的有效性与正确性;然后对上述参加运行的机组进行了机组发电总耗量最小和全网购电费用最小的双目标优化计算,并将结果与单目标优化结果进行比较,结果表明该策略与确定性的单目标模型相比在各单目标轻微伸缩的情况下更能使双目标综合考虑更好。 最后,论文结合山西忻朔地区实例进行了节能仿真计算,并将结果与当前调度模式下计算的结果进行了比较,按一个月节省煤耗4000吨来算,仅忻朔地区一年节省的煤耗量就有48000吨,可见对机组进行节能发电调度的节能效果是非常显著的。 【关键词】：机组组合 节能调度 动态规划法 电力市场 多目标模糊优化
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：F426.61;TM31
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究电力系统机组组合的意义10-11
• 1.2 机组组合问题的国内外研究现状11-14
• 1.3 节能发电调度的意义14-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 第二章 节能发电调度机组组合模型及算法16-41
• 2.1 节能发电调度介绍16-20
• 2.1.1 节能发电调度的背景16-17
• 2.1.2 节能发电调度原则17-19
• 2.1.3 节能发电调度的基本流程19
• 2.1.4 节能发电调度对电力市场建设的影响19-20
• 2.2 节能发电调度的机组组合数学模型20-28
• 2.2.1 节能发电调度机组组合的数学模型20-22
• 2.2.2 火力发电机组的经济特性22-24
• 2.2.3 等耗微增率准则24-28
• 2.3 动态规划法28-40
• 2.3.1 动态规划法的发展28
• 2.3.2 动态规划法的构成要素28-31
• 2.3.3 动态规划的基本定理31-32
• 2.3.4 动态规划的基本方程32-34
• 2.3.5 动态规划法在机组组合中的应用34-36
• 2.3.6 本文算法36-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 电力市场下节能机组组合问题研究41-61
• 3.1 电力市场的基本理论41-45
• 3.1.1 电力市场的运营模式41-43
• 3.1.2 电力市场的交易模式及交易类型43-45
• 3.1.3 电力市场的结算方式45
• 3.2 电力市场下的机组组合模型45-48
• 3.3 电力市场下节能发电的机组组合模型48-50
• 3.4 多目标优化理论50-55
• 3.4.1 传统多目标优化方法50-52
• 3.4.2 多目标模糊优化52-55
• 3.5 非线性规划问题及LINGO 软件介绍55-58
• 3.5.1 非线性规划的数学模型55-56
• 3.5.2 非线性规划问题的求解思路56
• 3.5.3 LINGO 软件介绍56-58
• 3.5.4 应用LINGO 软件解机组组合问题步骤58
• 3.6 本文模型求解步骤58-59
• 3.7 本章小结59-61
• 第四章 应用与分析61-83
• 4.1 节能发电调度算例应用分析61-68
• 4.2 电力市场下节能发电的算例分析68-74
• 4.3 实例仿真74-81
• 4.4 本章小结81-83
• 第五章 结论与展望83-85
• 5.1 结论83-84
• 5.2 展望84-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 攻读学位期间发表的学术论文89

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