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文檔簡介
電廠建設最優(yōu)規(guī)劃研究摘要電力在當今社會有著重要的作用。隨著社會的發(fā)展,電力的需求越來越大,對電力系統(tǒng)的要求也越來越多。電源規(guī)劃則是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成成分。而對電源規(guī)劃進行研究需要建立起相應的數(shù)學模型,找出對應的求解方法。本文的主要目的是進行電源規(guī)劃建模并通過一個具體的電源規(guī)劃案例,找到最合適的電源規(guī)劃方案。進一步加深我們對電力系統(tǒng)電源規(guī)劃的了解。關鍵詞:電源規(guī)劃;蒙特卡洛法;遺傳算法;目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1緒論 11.1課題研究背景與意義 11.2電源規(guī)劃的模型研究現(xiàn)狀 12工程經(jīng)濟分析 12.1模型的建立 12.2方案經(jīng)濟性比較 22.2.1方案一 22.2.2方案二 22.2.3方案三 23IEEE-RTS單階段電源擴展規(guī)劃 23.1目標函數(shù)只考慮機組投資成本 23.1.1模型的建立 23.1.2分支定界法 33.1.3蒙特卡洛法 33.1.4結果分析 33.2目標函數(shù)只考慮機組投資成本與運行成本 43.2.1日負荷與最優(yōu)負荷分配方案 43.2.1.1發(fā)電機組的聚類處理 43.2.1.2求解結果 53.2.2年負荷與最優(yōu)負荷分配方案 73.3目標函數(shù)考慮機組投資成本、運行成本與停電損失成本 83.3.1日負荷與每日維護成本 83.3.1.1求取運行狀態(tài)概率 83.3.1.2負荷聚類 93.3.1.3系統(tǒng)故障狀態(tài)的簡化 93.3.1.4可靠性指標的計算模型 94IEEE-RTS多階段電源擴展規(guī)劃 104.1精度與計算效率的合理性分析 124.2可靠性指標約束 135其他干擾因素的影響 135.1可再生能源 135.2電力系統(tǒng)的其他元件 146結論 14參考文獻 14附錄: 15附錄AIEEE-RTS機組技術與經(jīng)濟參數(shù) 15附錄BIEEE-RTS系統(tǒng)標準日負荷 15附錄CIEEE-RTS機組可靠性參數(shù) 161緒論1.1課題研究背景與意義現(xiàn)代社會使用最為普遍的能源是電力,而電力是由發(fā)電廠生產的。伴隨時間的流逝,現(xiàn)代社會不斷發(fā)展,對電力的需求在增加,對電廠的需求也在增加,并且在每個區(qū)域中適合于建造電廠的區(qū)域都受到限制。因此,迫切需要對電廠建設的最優(yōu)規(guī)劃進行研究。電源規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃的主要組成部分。最重要的是,確定在給定的時間段內構建系統(tǒng)所需的時間,地點與數(shù)量,以便以最合適的方式滿足電力系統(tǒng)指標與電力負荷的產生。電源規(guī)劃的本質上是一個多步驟的數(shù)學優(yōu)化問題。能源的發(fā)展伴隨著人類社會的發(fā)展。古往今來,每一次的工業(yè)革命都建立在新的能源被發(fā)現(xiàn)的基礎上,每一次工業(yè)革命都極大的推進了人類文明的發(fā)展。因此每一次能源的進步都使人類文明邁向新的篇章。如今社會最重要,應用最為普遍的能源是電力。隨著社會的發(fā)展,電力的運用越來越廣,電力的需求量越來越大,因此需要一種合適的方式來滿足不斷增長的電力需求,并使得電力系統(tǒng)的總成本最小。1.2電源規(guī)劃的模型研究現(xiàn)狀電源規(guī)劃問題可以被視作為滿足某些約束條件的單一問題或多種問題。電源規(guī)劃方面的研究主要是對投資成本一定的情況下其他影響因素對方案進行分析。經(jīng)過這些影響因素之間互相影響,相互制約,來得到最佳方案。通常會使用以下方法來確定最優(yōu)方案,傳統(tǒng)啟發(fā)式優(yōu)化法(如遺傳算法、模擬退火等),數(shù)學優(yōu)化法(如線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法等)等進行求解。2工程經(jīng)濟分析假設有一IEEE-RTS系統(tǒng)擬在未來十年新增安裝10臺發(fā)電機組?,F(xiàn)有三種投資方案:1)在第一年投建全部發(fā)電機組;2)每年投建一臺發(fā)電機組;3)分別在第一年與最后一年投建5臺發(fā)電機組。哪一種方案經(jīng)濟?2.1模型的建立在電源規(guī)劃時,建造發(fā)電機組所需的成本與其獲得的利潤在不同時間是不一樣的,從而導致價值的差異。由于要正確的對比其價值,則需要把不同標準下的成本轉換為相同標準下的成本,這樣才能進行對比。將多種不同的方案用數(shù)組Y=[Y(1),Y(2),…Y(10)]來表示,其中Y(i)是第i年需要增加發(fā)電機組數(shù),C是增加的單位發(fā)電機組的成本,因此此方案投資成本為:M=C*Y(2.1)其中M=[M(1),M(2),…M(10)],M(i)是第i年所需的投資成本。把未來十年所需的投資成本轉換到標準年的當前時刻的等效金額P用該公式得出:P=i=1其中,r為貼現(xiàn)率,本問題可取0.08。每年的等效金額A用該公式得出:A=其中,N取發(fā)電機壽命30。每年的等效金額投資成本用該公式得出:C1其中T由問題決定,由題可知為10。2.2方案經(jīng)濟性比較如果在三種方案進行經(jīng)濟性比較時不需要考慮每年最大投運臺數(shù)、安裝機臺總數(shù)之類的約束條件的限制,則目標函數(shù)僅需要考慮發(fā)電機組的每年的等效金額投資成本C1t。因此對于所提出的三種方案Y1,Y2,Y3分別可以按照2.1中的模型求解出當前時刻的等效金額P,每年的等效金額A以及每年的等效金額投資成本C1t。2.2.1方案一P=833.3*106元;A=74.1*106元;C1t=740.2*106元2.2.2方案二P=603.9*106元;A=53.6*106元;C1t=536.4*106元2.2.3方案三P=625.1*106元;A=55.5*106元;C1t=555.3*106元采用每年投建一臺發(fā)電機組的投資方案二可以充分地利用每臺發(fā)電機組,與電力系統(tǒng)的實際運行情況最為匹配,因此從經(jīng)濟性的角度來看,方案二的經(jīng)濟性最好,方案三次之,方案一經(jīng)濟性最差。3IEEE-RTS單階段電源擴展規(guī)劃3.1目標函數(shù)只考慮發(fā)電機組投資成本IEEE-RTS系統(tǒng)由32臺發(fā)電機組構成,總裝機容量3405MW,峰值負荷2850MW。假設2019年的數(shù)據(jù)為標準數(shù)據(jù),如果2030年系統(tǒng)峰值負荷為2019年的1.3倍。在沒有考慮機組運行成本與系統(tǒng)停電損失成本的情況下,來規(guī)劃2030年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量。3.1.1模型的建立因為目標函數(shù)只考慮發(fā)電機組投資成本,所以假設目標函數(shù)如下:minfs=其中CiIt是第t年第i種類型的發(fā)電機組的投資成本,Yit是第t年第i種類型的發(fā)電機組新增安裝數(shù)量。分析題干可以得到該問題中的約束條件為以下五點:(1)發(fā)電機組是一個整體,發(fā)電機組的新增安裝數(shù)量是整數(shù),即Yit∈N(2)2030年時,每一種類型的發(fā)電機組的裝機總臺數(shù)不應超過該種類型發(fā)電機組最大裝機上限,則有:Y1t≤3,Y2t≤6,Y3t≤10,Y4t≤10(3)因為2030年的最大負荷是2019年的1.3倍,即2030年的系統(tǒng)峰值負荷為2850*1.3=3705MW,并且備用發(fā)電容量最高負荷的不低于系統(tǒng)峰值負荷值的20%,即:3405+250Y(4)需要滿足單一故障安全準則,即即使任意一臺發(fā)電機組發(fā)生故障被切除的情況下依舊可以滿足負荷需求,則有3405+250Y(5)考慮系統(tǒng)的峰值負荷應小于最小運行發(fā)電機組出力,則有:3705<3405+100Y3.1.2分支定界法分支界定法是求解整數(shù)規(guī)劃的常用方法。一般來說,把所有的可行解多次的分割為較小的子集,這被叫做分支;對每個分支內的解集的目標下界,這被叫做定界。在每次分支后,只要是界限不在已知可行解集范圍的那些子集不再進一步分支,因此,許多子集就沒有必要考慮,這被叫做剪支。分支定界法的關鍵在于這幾步。分支定界法適用于解決整數(shù)規(guī)劃問題。由于該方法靈活且容易利用計算機來求解,這使得它成為求解整數(shù)規(guī)劃的重要方法。3.1.3蒙特卡洛法蒙特卡洛法實際上就是枚舉法。因為整數(shù)解是有限的,枚舉法是可以計算出最優(yōu)值的。雖然說當自變量取值范圍很大的情況下,用窮舉法計算出最優(yōu)值所需時間不可估量,但在有著大量的計算量的情況下,是能得到一個有效值的。3.1.4結果分析因為變量有4個,再加上已安裝計算機總數(shù)的限制,可能的情況過多,因此需要進行分析來簡化運算。為了增加結果的可行性,分別使用分支定界法與蒙特卡洛法來進行求解。比較求解結果并進行初步分析,得出2030年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量,如表1所示。表1兩種方案下2030年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量對第一個方案來說,由于每年可以運用的最大投運臺數(shù)的限制與年峰值負荷的增長,投資方案可以選用每年投資建造一臺任意類型的發(fā)電機組。新增安裝這些發(fā)電機組對應地投入成本為9.4*108元,轉換到標準年所對應的當前時刻的等效金額為4.35*108元,相應的每年的等效金額為3.87*107元,僅考慮到發(fā)電機組投資成本時總成本為3.87*108元對第二個方案來說,由于每年可以運用的最大投運臺數(shù)的限制年峰值負荷的增長,投資方案可以選用每年投資建造一臺任意類型的發(fā)電機組。新增安裝這些發(fā)電機組對應地投入成本為9.3*108元,轉換到標準年所對應的當前時刻的等效金額為4.31*108元,相應的每年的等效金額為3.83*107元,僅考慮到發(fā)電機組投資成本時總成本為3.83*108元通過以上分析比較可以得出以下結論:第二個方案在經(jīng)濟性方面更優(yōu)秀。3.2目標函數(shù)只考慮發(fā)電機組投資成本與運行成本3.2.1日負荷與最優(yōu)負荷分配方案基于附錄B提供的信息,峰值負荷2850MW。在不考慮發(fā)電機組啟停與爬坡率限制的情況下來計算標準日12時與24時現(xiàn)有系統(tǒng)各發(fā)電機組的最優(yōu)分配方案。3.2.1.1發(fā)電機組的聚類處理由于IEEE-RTS系統(tǒng)是由32臺發(fā)電機組組成,因此變量數(shù)目過多,很難直接建立模型來求解出合適的負荷分配方案。所以優(yōu)先將同種發(fā)電機組等效看作為一臺發(fā)電機。因此很容易得出同類型的等效發(fā)電機組的發(fā)電成本系數(shù)是不變的,則有:SMAX=J*S,SMIN=J*S0(3.5)其中,SMAX為某種類型等效發(fā)電機組的總容量,t為某種類型發(fā)電機組的數(shù)量,SMIN為某種類型等效最小發(fā)電機組出力,S0為某種機組類型的最小發(fā)電機組出力。DMAX=2*a*SMIN+bDMIN=2*a*SMAX+b(3.6)其中,DMAX為等效最小出力時發(fā)電成本,a、b為某種類型發(fā)電機組的發(fā)電成本系數(shù),DMIN為等效滿發(fā)時發(fā)電成本。用數(shù)組P=[P(1),P(2),…P(n)]來表示發(fā)電機組分配負荷,因為只需要對標準日的12時與24時進行計算,按照所建立的模型,計算得出總成本W(wǎng)s為min其中an,bn,cn分別為第n臺發(fā)電機組的發(fā)電成本系數(shù)。分析題干可以得到該問題中的約束條件為以下三點:(1)每一臺等效發(fā)電機組本身的容量限制了它所能分配的負荷量,即:S(2)從數(shù)學計算方面來說,發(fā)電機組本身的容量限制近似于邊際發(fā)電成本的限制,即:D(3)該時刻的實時負荷PS需要與發(fā)電機組所分配的負荷總和相同,即:i=1因此在24點時,有PS=0.63*2850=1795.5MW,同理可得,在12點時,有PS=2707.5MW3.2.1.2求解結果遺傳算法是一種通過模擬達爾文進化論的過程來找到滿意的解的計算模型,比其他方法更快的來找到滿意的解。該算法的關鍵步驟是以下三個算法:選擇運算,交叉運算,變異運算。其中選擇運算的目的是篩選并保留當前較優(yōu)個體。遺傳算法的核心是在篩選出的個體來交叉運算可以保留更好的個體,而變異運算是為了跳出局部最優(yōu)值。經(jīng)過大量模擬,選取種群規(guī)模100,進化代數(shù)250,交配率0.95較為合適,變異率應該選擇0.05~0.2之間比較好。當交配率為0.95且變異率比較高的條件下,適應度隨迭代變化而變化,如圖1所示。圖1較大變異率下的適應度隨迭代變化曲線從圖1可以看出,當變異率很大的情況下,可以更快地生成新解集。盡管它能更快地生成新解集,還會導致運算結果波動性大,幾乎很難得到固定的解集,同時降低了結果的精確性。當交配率0.95,變異率很小時,適應度隨迭代變化而變化,如圖2所示:圖2較小變異率下的適應度隨迭代變化曲線由圖2可見在變異率很小時,產生新解集的速度很慢,雖然它能降低最終結果的波動性,結果的穩(wěn)定性與準確性得到了保證。但是運算量過大,產生新解集的速度很慢。事實證明,在變異率固定的情況下,遺傳算法幾乎不能滿足該問題的需求,因此需要根據(jù)變異率的適應性來針對性改進遺傳算法。因為運行開始時變異率較高,所以能盡快跳出局部最優(yōu)解來計算出整體最優(yōu)解,一段時間后需要降低變異率,以此來增加結果的精確性。因為變異率隨遺傳代數(shù)增加而降低,可以近似于圖3的單調減函數(shù):圖3變異率隨遺傳代數(shù)變化曲線單調遞減函數(shù)可用該公式得出:Y=K*Y+B(3.9)K=mrB=mrmax+k*gemin=mrmin+K*gemax(3.11)式中,mrmax為變異率的最大值,mrmin為變異率的最小值;gemin為代數(shù)的最小值,gemax為代數(shù)的最大值,若取第一代的變異率mrmax為0.2,取最后一代變異率mrmin為0.01適應度隨迭代變化如圖4:圖4一定變異率范圍內適應度隨迭代變化曲線由此能夠得出,改進后的遺傳算法因為運行開始時變異率較高,所以能盡快跳出局部最優(yōu)解來計算出整體最優(yōu)解,并且在運行過程中,它能在結果反饋與種群代數(shù)更迭的基礎上來調整變異率,目的是為了提高結果的精確性。利用這種改進后的遺傳算法來解決這個整數(shù)規(guī)劃模型,從而分別得到標準日第12小時和第24小時兩種情況下各個發(fā)電機組的最優(yōu)負荷分配方案,其中等效發(fā)電機組i是4臺i類型的發(fā)電機組所構成的等效發(fā)電機組,如表2所示。表2兩種情況下各發(fā)電機組的最優(yōu)負荷分配方案3.2.2年負荷與最優(yōu)負荷分配方案如果3.1中,2030年內每天的負荷標幺值與附錄B相同。在3.1的基礎上,加入發(fā)電機組投資成本與系統(tǒng)運行成本的情況下,來規(guī)劃2030年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量。從附錄C得出,電廠運行成本Cot如下:Cot其中,CRF為資金回收系數(shù),Pnτ是第n臺發(fā)電機組在某個特定時間節(jié)點τ的輸出功率。把3.1中的蒙特卡洛法與3.2.1中的改進遺傳算法相結合,具體算法思路為:首先通過蒙特卡洛法來得出的一些解集,將它們分別代入到負荷分配模型中得到分配功率Pnτ,相應計算出最低運營成本,在這種情況下,計算出總成本。分析出不同組解集的優(yōu)缺點。最終得到2030年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量,如表3所示。表32030年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量3.3目標函數(shù)考慮發(fā)電機組投資成本費運行成本與停電損失成本3.3.1日負荷與每日維護成本由于標準日負荷,計算現(xiàn)有系統(tǒng)的可靠性指標LOLP、EENS與停電損失。單位停電損失設為10$/kWh。3.3.1.1求取運行狀態(tài)概率由附錄C中“表CIEEE-RTS已有發(fā)電機組可靠性參數(shù)”的“故障率”與“修復時間”數(shù)據(jù),能夠得到各個類型發(fā)電機組于正常運轉的概率與發(fā)生故障的概率,如表4所示表4各個類型發(fā)電機組處于正常運行狀態(tài)的概率與處于故障狀態(tài)的概率求得方式如下μ=87603.3.1.2負荷聚類利用忽略高階系統(tǒng)故障狀態(tài)、負荷聚類等方法來分析系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)隨著元件數(shù)與負荷水平數(shù)的增加而急劇上升,可以降低計算復雜度。對于表格“附錄BIEEE-RTS系統(tǒng)標準日負荷”中的日負荷進行聚類,按照0.5-0.7、0.7-0.95、0.95-1.0將24個小時的負荷分為三類,每一類負荷的負荷標幺值選擇其平均值,聚類結果如表5所示。表5系統(tǒng)標準日負荷的聚類結果3.3.1.3系統(tǒng)故障狀態(tài)的簡化因為多臺發(fā)電機組不太可能同時發(fā)生故障,因此高階系統(tǒng)通常會忽略故障狀態(tài),以簡化計算。以4臺發(fā)電機組同時發(fā)生故障為例,系統(tǒng)中四個發(fā)電機組同時發(fā)生故障的概率為P=0.00764,由于這種類型的錯誤發(fā)生的可能性非常低,并且對電能不足的期望值的計算幾乎沒有影響,因此可以在發(fā)電機符合精度要求的情況下忽略4個或更多的發(fā)電機組故障的情況,從而可以提高計算速度。除此之外,為了系統(tǒng)滿足單一故障安全準則,即即使任意一臺發(fā)電機組發(fā)生故障被切除的情況下系統(tǒng)狀態(tài)失負荷為0,往往只有一臺發(fā)電機組發(fā)生故障的情況會被忽略。3.3.1.4可靠性指標的計算模型如果用系統(tǒng)狀態(tài)Si表示第i個元件的狀態(tài),應該由下列兩個指標來決定發(fā)電系統(tǒng)可靠性:(1)電力不足概率LOLP,即反映輸電故障或阻塞對系統(tǒng)可用發(fā)電容量的影響,由下列公式表示LOLP=s(2)電能不足期望值EENS,即電力系統(tǒng)由于發(fā)電機組受迫停運而造成的對用戶少供電能的期望值,由下列公式表示EENS上述指標的具體介紹詳見題目所提供的附錄B。3.3.1.5模型的求解基于3.3.1.2與3.3.1.3兩種處理方法,對于不同類型的負荷,須單獨計算系統(tǒng)可靠性指標,并與上述可靠性指標計算模型結合起來。最終將得到的3種負荷情況下的電能不足期望值相加求得總的電能不足期望值,從而見算出總的停電損失,結果如表6所示表6系統(tǒng)的可靠性指標在3.2的基礎上,在加入發(fā)電機組投資成本、運行成本與停電損失的情況下,目標函數(shù)應變?yōu)?,minfs=其中,EENSt是第t規(guī)劃年的電能不足期望值,IEAR為單位停電損失。解決這個規(guī)劃模型可以使用3.2.2中方法的基礎上,加入計算模型來計算停電損失成本,具體想法是通過蒙特卡洛法求出的一組任意解,其代入到3.3.1的計算模型中得到電力不足概率與電能不足期望值,從而計算出停電損失。將計算出的停電損失與此時的投資成本以及此時的運營成本相加作為總成本,不斷重復以上過程直到得到總成本最小的方案。最終得到2030年當年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量如表7所示表72030年當年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量4IEEE-RTS多階段電源擴展規(guī)劃把2019年作為標準年,如果之后的十年內每年的峰值負荷增長率均為3%。每年每天的負荷標幺值同附錄B。其它條件同3.3。要求在停電損失成本計算中盡可能考慮高階(4階及以上)系統(tǒng)故障狀態(tài)的影響。設計一個合理的關于之后10年新增安裝發(fā)電機組的方案。請從精度與計算效率的角度說明為什么要選擇這樣的模型、方法。因為要設計一個之后10年新增安裝發(fā)電機組的方案,則需要在修改前面所建立的模型,使得目標函數(shù)變?yōu)閙in其中fst=t式中,fst是第t年新增安裝發(fā)電機組的總成本。即將問題變?yōu)榍笕⌒略霭惭b發(fā)電機組總成本fss的最小值。分析題干可以得到該問題中的約束條件為以下六點:(1)因為Ynt表示發(fā)電機組的臺數(shù),所以Ynt為整數(shù),即(2)從2020年開始的十年里,每年新增安裝發(fā)電機組的臺數(shù)與類型受每年最大投運臺數(shù)的限制,即Y1t≤1,Y2t≤2,Y3t≤3,Y4t≤2(3)到2030年,每一種類型的發(fā)電機組的裝機總臺數(shù)不應超過該類發(fā)電機組裝機總臺數(shù)上限,則有,t考慮到2020年-2030年,年峰值負荷率逐年增長3%,則相對于每年的最大負荷ALD(t)=1.03t*2850MW,并且備用發(fā)電容量最高負荷不低于系統(tǒng)峰值負荷20%,對于第T年有3405+250t(5)需要滿足單一故障安全準則,即即使任意一臺發(fā)電機組發(fā)生故障被切除的情況下依舊可以滿足負荷需求,對于第T年應有,3405+250t(6)考慮系統(tǒng)的峰值負荷應小于最小運行發(fā)電機組出力,則有ALD如果依舊使用前面的方法計算量將會非常龐大,因為這需要將每年新增安裝發(fā)電機組的投入成本與電力系統(tǒng)總運營成本相結合。因此,在3.3所建立的模型的基礎上,采用模擬退火算法來代替蒙特卡洛法,依舊采用遺傳算法來計算運營成本求,并且停電損失成本的計算方案不變。最終得到未來10年每一年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量,如表8所示。表8未來10年每年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量4.1精度與計算效率的合理性分析考慮到在接下來的十年中每年都需要新安裝的發(fā)電機組的類型與數(shù)量,變量數(shù)目較多。在計算效率與結果的精確度上,模擬退火算法比蒙特卡洛法更加合適。理論上模擬退火算法已被證明是一個全局最優(yōu)算法。接下來需要進一步研究模擬退火算法的精確性與計算時間。影響模擬退火算法整體計算性能的重要因素是溫度。初始溫度越低,則計算到整體最優(yōu)解的可能性越小,但花費在計算上的時間越少;否則需要花費的時間很長,但整體計算性能更強。因此,可以在滿足精度要求的基礎上,通過合理調節(jié)初始溫度值,從而提高計算效率。在實際應用中,同一溫度下長時間的計算是相當有必要的。綜上所述,模擬退火算法的精確性與計算效率能更有效地滿足題目的要求,同時也需要采取措施來進一步提高模擬退火算法的退火速度與精確性,讓算法能更快速地收斂到全局極值。另外,多種算法的組合可以使反演過程更加合理,并且提高算法的抗干擾能力。4.2可靠性指標約束考慮可靠性指標約束(LOLP≤0.5%),不考慮停電損失成本,規(guī)劃未10年每一年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量。因為題目中多加了LOLP≤0.5%的附加要求,且系統(tǒng)電力不足概率較低,因此停電損失成本可以忽略不計,在這種情況下修改4.1中的目標函數(shù)得到:min其中fst=t采用4.1中的方法對修改后的模型進行求解,得到未來10年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量,如表9所示表9未來10年新增安裝發(fā)電機組的類型與數(shù)量5其他干擾因素的影響5.1可再生能源如果將大量可再生能源(如:風能,太陽能,潮汐能)接入電力系統(tǒng)時,這些可再生資源的不確定性將對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)規(guī)劃帶來什么影響?請簡單描述你的觀點與依據(jù)。如果有大量可再生能源接入電力系統(tǒng)時,其輸出的不確定性將對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)規(guī)劃產生較大的影響,結合上文中所建立的規(guī)劃模型,影響如下:可再生能源由于其本身的不穩(wěn)定性導致其發(fā)電的隨機性很強,因此其可靠性較低。將大規(guī)模可再生能源接入電力系統(tǒng)后,除了滿足系統(tǒng)不斷變化的負載所需的功率調節(jié)功要求能外,系統(tǒng)通常還面臨更高的要求。在進行電力系統(tǒng)規(guī)劃時,如果接入大量可再生能源,會導致約束條件會發(fā)生變化,但實際上中往往采用較為保守的策略,一般不會將可再生能源發(fā)電量計入電力平衡,有時會很少計入(如按裝機容量5%~10%)可再生能源發(fā)電量,因此會使模型變得不準確,不可靠。(3)當系統(tǒng)調峰能力不足時,就會出現(xiàn)棄風、棄光的現(xiàn)象。例如,在風電裝機容量較大的地區(qū),電網(wǎng)的供電方式相對單一,使得系統(tǒng)的峰值容量受限。所以風電的大規(guī)模運用增加了對系統(tǒng)的要求,加大了調峰負荷,使得部分地區(qū)風力發(fā)電被限制。因此可再生能源的價值未被發(fā)揮出來,還增加了投資成本,實際上增加了系統(tǒng)的停電損失成本,減少了可再生能源的作用。(4)考慮到上述情況,因為可再生能源發(fā)電能力往往超過規(guī)劃階段能量平衡所包含的容量,導致在規(guī)劃負荷分配時,為了完全吸
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