电力系统的随机生产模型

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑电力系统的随机生产模型 电力系统生产模拟的主要功能是模拟电力系统的发电调度，猜测各发电机组的发电量及燃料消耗量，并进行发电成本分析。因此生产模拟程序也叫发电成本程序。随机生产模拟则是考虑了有关随机因素，如将来电力负荷的随机波动，发电机组的随机停运状况等。这样不仅使生产成本估算更加合理精确，而且还可以计算动身电系统运行的牢靠性指标。 一、随机生产模拟的概念随机生产模拟的基本功能大致可以归纳为以下几个方面：(1)供应各发电厂在模拟期间的发电量、燃料消耗量及燃料费用；(2) 给出电力系统中各水电厂及抽水蓄能电厂在负荷曲线上的最佳工作位置及水能利用状况；(3)进行电

2、力系统电能成本分析；(4)计算发电系统的牢靠性指标。随机生产模拟既可用于电力系统电源规划，又可用于制定现有电力系统年度或月的运行方案。为了制定一个合理的电力生产方案或选择一个合理的电源规划方案，往往需要上百次的生产模拟计算。因此，如何提高随机生产模拟的精度且同时提高其计算效率是其进一步进展和讨论的关键。介绍随机生产模拟,首先了解一下等效持续负荷曲线（ELDC ）的含义。等效持续负荷曲线是随机生产模拟技术中的重要概念，它是把发电机组的随机停运和随机负荷模型结合在一起，成为随机生产模拟的核心。实际上，所谓等效持续负荷曲线，就是把机组故障造成的停运容量视为系统的等效负荷增大，以便更精确地计算发电量及

3、发电费用。图7-1表示一条持续负荷曲线，其横坐标表示系统的负荷，纵坐标表示持续时间，设为讨论周期，依据详细状况可以是年、月、周等。曲线上任何一点(x,t) 表示系统负荷大于或等于X的持续时间为t，即用周期T除上式两端，可得(1)式中P可以看作是系统负荷大于或等于X的概率。留意此曲线与负荷模型中的曲线横纵坐标表示关系相反，但性质一样，只是为了分析便利。由积分关系，可得到系统负荷总量为(2)将上式两边除以，则得到系统负荷的平均值(3)等效持续负荷曲线是把发电机组的随机故障影响当成等效负荷对原始持续负荷曲线不断修正的结果。当发电机组故障时，系统的等效负荷就要增大。关于这一概念的解释可参看图2。为了便

4、利，在图2的纵坐标上我们用概率P代替了图1中的t。图中是原始持续负荷曲线，它是系统中全部发电机组应担当的负荷。设第一台发电机组首先带负荷，其容量为 C1 ，强迫停运率为 q1 。当这台发电机组处于运行状态时，它和其它发电机组应担当的负荷用 表示。当发电机组1故障停运时， 所表示的负荷应由除去发电机组1以外的其它发电机组担当。这样就相当于发电机组1和其它机组共同担当了向右平移了 C1 的负荷，如图中 所示。由于发电机组1的强迫停运率为 q1 ，正常运行的概率为 p1 = 1-q1 ，所以考虑机组1的随机停运影响以后，系统的持续负荷曲线应由下式表示(4)式（7-4）是发电机组1的随机停运与持续负荷

5、曲线的卷积公式，其结果就是考虑该机组随机停运因素以后系统的等效持续负荷曲线。应当留意，等效持续负荷曲线 的最大负荷比 大了 C1 ，而总负荷电量增加了 ，如图中阴影部分所示。可以证明，这里的 正好等于发电机组1由于故障而少发的电量值。一般来说，第i台发电机组的卷积公式为(5)其中 Ci ，qi ，分别为发电机组的容量及强迫停运率，pi=1-qi 。不难看出，式（5）即为牢靠性分析中发电容量模型中的递推公式。在发电机组逐个卷积过程中，等效持续负荷曲线也在不断变化，其最大等效负荷在不断增大。设系统中共有n台机组，其容量为 Ct 。当全部发电机组卷积运算结束之后，等效持续负荷曲线为 ，最大等效负荷为

6、 ，如图3所示这时系统电力不足概率 LOLP 及电量不足期望值分别应为(6)(7)建立了等效持续负荷曲线概念以后，我们就可以进一步讨论随机生产模拟的过程。随机生产模拟所需要的原始资料包括负荷资料和发电机组的技术经济数据。负荷数据主要用来形成讨论期间的原始持续负荷曲线及年最大负荷曲线。后者主要用来支配发电机组的检修方案。 火电机组的数据通常包括：1）发电机组的类型、容量；2）发电机组的台数；3）各发电机组的平均煤耗率；4）燃料价格；5）发电机组的强迫停运率；6）发电机组的最小技术出力；7）发电机组所需的检修时间。水电机组在电力系统中的运用与火电机组有很大不同。首先，水电机组的发电量是由水文条件及

7、水库调度来打算的。因此在发电调度中，水电机组的发电量在某一讨论周期内，一般是给定的已知量。水电机组在随机生产模拟中的处理是一个比较简单的问题。为了简洁起见，以下争论假定电力系统只包含火电机组，且检修方案已知，因此参加运行的发电机组已全部确定。在以上条件下，随机生产模拟步骤大致如下（1）处理负荷资料，形成原始持续负荷曲线。（2）确定发电机组带负荷的优先挨次。火电机组按其平均煤耗率（或发电成本）由小到大排序，这就打算了发电机组带负荷的优先挨次。由于随机生产模拟是从基荷开头逐步向峰荷给发电机组安排负荷的，按上述排序就能保证煤耗率小（或成本低）的机组安排到较大的发电量，从而保证了整个系统运行的经济性。

8、（3）按带负荷挨次支配发电机组运行，计算其发电量。第i台发电机组的发电量 Egi 应依据等效持续负荷曲线 来进行计算8)其中(9)式中 T 讨论的周期；Pi发电机组i的可用率，pi=1-qi ；Cj发电机组j的容量。（4）修正等效负荷曲线。依据式（5）建立发电机组参加运行后的等效持续负荷曲线，这是随机生产模拟计算量最大的部分。假如发电机组已全部支配完则转入下一步，否则返回（3）。（5）根据式（6）、（7）计算系统牢靠性指标。（6）依据各发电机组的发电量计算系统燃料消耗量并进行发电成本分析。（7）进行其它特别问题讨论，如制定燃料选购、运输及贮存方案、讨论系统扩建发电机组的合理性与必要性等等。二、

9、等效电量函数法如前所述，随机生产模拟的主要目的在于：1）按电力系统各发电机组的经济优先挨次运行，计算各发电机组发电量的期望值；2）对于水电机组或抽水蓄能机组，应按给定的发电量查找其运行位置以充分利用水力资源；3）计算电力系统的牢靠性指标：包括电力不足概率（LOLP）和电量不足期望值（EENS）。目前，在电力系统牢靠性分析中，电量不足期望值这个指标日益受到重视。由于它不仅能给出比LOLP更多的内涵，而且简单转化为停电损失费，便于进行技术经济分析。由此可见，在整个随机生产模拟中电量是关键的变量。假如我们先求出电力系统在不同负荷水平需要的电量（即形成电量函数），并在考虑发电机组故障时直接修正各负荷水平所需的电量（即修正等效电量函数）