发电厂经济运行课程设计实验报告.doc

课程设计报告( 2010 - 2011年度第二学期)名 称： 发电厂课程设计 院 系：电气与电子工程学院 班 级： 电管0902班 学 号： 1091140216 学生姓名： 雷经纬 指导教师： 舒隽、毛安家 设计周数： 两周 成 绩： 日期：2012年7月4日一、程序流图二、源程序及其程序中的符号说明集2.1 实验一：火电机组最优规划2.1.1线性规划模型目标函数：min f=340*p11+340*p12+400*p21+400*p22(1)系统有功功率平衡等式约束p11+p21=400p12+p22=700(2)机组最小和最大功率约束 100=p11=600100=p12=600100=p21=400100=p22=400 (3)升降功率速度约束-200=p11-200=200-200=p12-p11=200-200=200-p21=200-200=p22-p21=2002.1.2 转化为标准形式的线性规划的数学模型目标函数：min f=340*p11+340*p12+400*p21+400*p22(1)系统有功功率平衡等式约束p11+p21-400=0p12+p22-700=0(2)机组最小和最大功率约束100=p11=600100=p12=600100=p21=400100=p22=400(3)升降功率速度约束-p11=0p11 =400p12-p11 =200p11-p12=200p21 =400-p21 =0p22-p21 =200 p21-p22=2002.1.3符号说明集p11：机组1在1时段有功输出p12：机组1在2时段有功输出p21：机组2在1时段有功输出p22：机组2在2时段有功输出f：总成本2.1.4 源程序f= 340,340,400,400aeq=1,0,1,0;0,1,0,1beq=400,700a=-1,0,0,0;1,0,0,0;-1,1,0,0;1,-1,0,0;0,0,1,0;0,0,-1,0;0,0,-1,1;0,0,1,-1b=0,400,200,200,400,0,200,200lb=100,100,100,100ub=600,600,400,400x,fval=linprog(f,a,b,aeq,beq,lb,ub)2.2 实验二：水火电混合机组最优模型2.2.1线性规划模型变量：p11 ,p21 ,p31 ,p41 ,p12 ,p22 ,p32 ,p42,q31,q32,q41,q42,s31,s32,s41,s42,v31,v41目标函数min f=340*p11+400*p21+0*p31+0*p41+340*p12 +400*p22+0*p32+0*p42(1)系统有功功率平衡等式约束p11+p21+p31+p41=400p12 +p22+p32+p42=700(2)机组最小和最大功率约束100=p11=600100=p12=600100=p21=600100=p22=6000=p31=4000=p32=4000=p41=4000=p42=400(3)机组跟踪负荷能力（即升降功率速度约束）约束-200=p11-200=200-200=p12-p11=200-200=200-p21=200-200=p22-p21=200-400=p31-200=400-400=p32-p31=400-400=200-p41=400-400=p42-p41=0s32=0s41=0s42=0（7）发电流量约束0=q31=200=q32=200=q41=200=q42=20（8）库容约束90=v31=11090=v32=11070=v41=9070=v42=90（9）初始库容v30=100v40=80（10）末期库容v32=100v42=80（11）初始发电流量q30=0q40=0（12）初始弃水量s30=0s40=0（13）初始功率输出p10=200p20=200p30=200p40=2002.2.2 转化为标准形式的线性规划模型目标函数min f=340*p11+400*p21 +340*p12 +400*p22(1)系统有功功率平衡等式约束p11+p21+p31+p41=400p12 +p22+p32+p42=700p31-12q31=0p32-12q32=0p41-7.6q41=0p42-7.6q42=0（2）机组最小和最大功率约束100=p11=600100=p12=600100=p21=600100=p22=6000=p31=4000=p32=4000=p41=4000=p42=400(4)升降功率速度约束-p11=0p11 =400p12-p11 =200p11-p12=200p21 =400-p21 =0p22-p21 =200p21-p22=200-p31=200p31 =600p32-p31 =400p31-p32=400p41 =600-p41 =200p42-p41 =400p41-p42=400(5)水电组水量平衡式q31+s31+v31=120q32+s32-v31=-80q41+s41+v41=100q42+s42-v41-q31-s31=-60（6）弃水约束0=s31=inf0=s32=inf0=s41=inf0=s42=inf（7）发电流量约束0=q31=200=q32=200=q41=200=q42=20（8）库容约束90=v31=11070=v41=902.2.3 符号说明集p11：机组1在1时段有功输出p12：机组1在1时段有功输出p21：机组2在1时段有功输出p22：机组2在2时段有功输出p31：机组3在1时段有功输出p32：机组3在2时段有功输出p41：机组4在1时段有功输出p42：机组4在2时段有功输出q31：机组3在1时段发电流量q32：机组3在2时段发电流量q41：机组4在1时段发电流量q42：机组4在2时段发电流量s31：机组3在1时段弃水量s32：机组3在2时段弃水量s41：机组4在1时段弃水量s42：机组4在2时段弃水量v31：机组3末期库容v41：机组4末期库容2.2.4 源程序f=340,400,0,0,340,400,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0aeq=1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0,0,0,-12,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,0,0,0,0,0,1,0,0,-12,0,0,0,0,0,0,0,0;0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,-7.6,0,0,0,0,0,0,0;0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,-7.6,0,0,0,0,0,0;0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0;0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,-1,0;0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,1;0,0,0,0,0,0,0,0,-1,0,0,1,-1,0,0,1,0,-1beq=400,700,0,0,0,0,120,-80,100,-60lb=100,100,0,0,100,100,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,90,70ub=600,600,400,400,600,600,400,400,20,20,20,20,inf,inf,inf,inf,110,90a=-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;-1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;1,0,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,0,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,-1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0b=0,400,200,200,400,0,200,200 x,fval=linprog(f,a,b,aeq,beq,lb,ub)三、程序计算结果3.1火电机组计算结果 指标时段机组1功率输出（mw）机组2功率输出(mw)购电成本(元)购电总成本（元）130010014200039200025002002500003.2 水火电混合机组计算结果1. 各机组功率输出 单位：mw机组名称时段1时段2110020821001003112.2558240487.74421522. 水库库容单位：机组名称时段0时段1时段23100103.508010048078.3432803. 发电流量 单位：机组名称时段1时段239.354720411.5453204. 弃水流量 单位：机组名称时段1时段237.13733.5080410.111514.83525. 购电成本 单位：元购电成本时段1时段2成本74000110720总成本1847203.3机组运行图四、思考题1. 如果不考虑机组升降出力速度，优化结果有何不同？结果变化：当不考虑机组升降出力速度时，由计算结果可以看出，各个数据在数值上变化几乎为零，所以机组升降出力速度对题设情况的优化结果没有影响。原因分析：题设情况下进行优化时，机组升降出力速度的优化结果并未达到上下限，此时，机组升降出力速度的约束并未对优化结果产生影响，因而，不考虑机组升降出力速度，优化结果不变。2. 如果不考虑末期库容约束，优化结果有何不同？结果变化：不考虑末期库容约束时，优化结果中水库3和水库4的末期库容均有所减少，时段1机组3的功率输出增多，机组4的功率输出减少，其他功率输出不变。原因分析：机组3的水能转换系数比机组4的大，因为最大发电流量和库容的影响，理论上应该尽可能让机组3多发电，但由于存在各种约束，机组3的发电量受到限制。而不考虑末期库容约束时机组3受到的限制减少，因此机组3的功率输出会有所增加。而相对于火电机组来说，水电的发电成本低，在允许的情况下应让水电机组尽可能多的发电，因此，机组4的末期库容减少，及其发电量增加。3. 如果不考虑最大发电流量，优化结果有何不同？结果变化：不考虑最大发电流量时，计算发现各时段机组1和机组2均只输出最小功率，机组3和机组4的功率输出增大，购电成本减少。 分析原因：由于水电机组的边际成本为零，理论上应尽可能的让水电机组多发电，但因为水电机组存在一个最大发电流量，所以其输出功率受到限制。而不考虑最大发电流量时，水电机组只受到库容的影响，可以满足尽可能多发电的要求，但又由于火电机组存在一个最小发电功率，所以为使购电成本最小而又满足约束条件，让火电机组输出最小功率，剩余负荷让水电机组承担，这样一来火电机组的成本则降到最低，即购电成本最小。4. 设计中遇到的问题和解决的办法。算例二计算的时候有几个变量没放到式子中去，使得计算出现错误。很多时候是行列元素不对，在matlab里面报错，通过查看matlab里面的错误提示和一些同学