电力系统规划课件六

第三章

电力系统生产模拟生产模拟的研究内容

模拟未来发电系统的运行，以确定在未来一个时间段的发电运行费用（生产成本）包括：燃料费用发电运行与维修(O&M)费用发电启动费用

生产模拟的分类确定性生产模拟随机生产模拟—考虑发电机的随机停运第三章生产模拟生产模拟的应用系统规划研究：对方案求研究时段内的年运行费（将运行费与新设备投资相加，贴现）燃料预算：为燃料购买决策（1~5年）购电及售电分析：评价向其它公司购电或售电的可能的好处供电成本研究：建立供电成本→电价分析负荷管理研究、系统运行策略（开停机，检修）第三章生产模拟3.1确定性生产模拟

负荷需求的表示生产费用由一年中所有负荷造成，用小时负荷模型-----负荷曲线在较不详细的模拟中，为方便分析，负荷曲线用持续负荷曲线替代第三章生产模拟t```PPt

图3-1a.负荷曲线图3-1b.持续负荷曲线第三章生产模拟3.1.2发电机组特性输入燃料与输出功率关系曲线横坐标为出力的百分数纵坐标为输入燃料BTU：BritishThermalUnit

1BTU=252卡热耗微增率曲线为热耗曲线的导数特点：随功率增大，每隔一定功率，热耗微增率有一急剧增加（对应新开一阀门，增加额外能量）热耗微增率稳定值呈阶梯状增加平均热耗曲线平均热耗=燃料输入/功率输出特点：低输出段，由于空载损耗的存在，平均热耗较高。随输出功率增加，平均热耗减小图3-2发电机特性曲线3.1.3发电机组的启、停由于存在峰谷差，在低谷时必须停运部分机组从经济角度考虑：停哪些机组、什么时间停、第二天什么时间启动必须考虑可靠性机组启停的经济考虑基本原则：

最少台数的机组运行，可得到最经济效果！平均运行成本=燃料价格×平均热耗＋O&M图3-3发电机成本曲线机组启停计划的约束1）可靠性考虑—有足够的备用在线旋转备用--由所有运行机组承担快速启动备用—燃汽轮机、水电2）运行制约机组最少运行时间准则—增加峰荷附近时机组投运数机组最少停运时间准则—增加谷荷时机组投运数3）地区保护—每个地区最少需投入的机组，由负荷、传输容量、可靠性等决定多台机备用与少量机组备用差别：考虑到发电机的爬坡速度，多台机备用优于少量机组备用。例如：1000MW负荷由11台机组供电，每台100MW，对大幅度功率响应率为2%/分，若其中10台机组满负荷运行，一台旋转备用，则该系统提供20MW/10分钟备用(一台机爬坡，速度慢)；若11台机都以90.9MW运行，11台机每机都有2%/分的旋转备用，该系统提供100MW/10分钟备用（11台机同时爬坡，速度快）

快速旋转备用与旋转备用差别：1）启动可能不成功，故是不太可靠的备用2）对电气暂态，反应不一样，连接在系统的机组，在调速机控制下，响应是瞬时的。模拟机组启停算法1。将可投入机组按机组满负荷时运行费用美元/MWh排队，形成优先次序表；2。地区保护准则由每个电厂必须投运机组模拟，重排优先次序表，将必须投运机组放在最前面；3。按负荷曲线和优先次序表定每小时最少投运机组，同时：机组的连续运行容量应满足负荷要求；机组的最大额定容量应满足负荷加旋转备用要求；4。按最少停运时间进行检查，如违反，则违反的机组在违反的时间段内投运。例3.1按表中数据计算机组的启停顺序（备用率要求10%，地区保护准则要求市内电厂和河边电厂各一台机全投）表3.1负荷数据表3.2机组数据解：1）按美元/MWh做出优先次序表

2）按地区保护准则修改上表，将河流2、城市1放在最前面

考虑地区保护准则后的优先次序表183）对每个负荷投入最少数量，同时满足：

∑连续运行额定容量≥负荷

投运机组

∑最大额定容量≥负荷+旋转备用

投运机组机组初步启停机计算4）检查机组启停计划是否满足最少停运时间约束：停运时间＜最少停运时间考虑机组最少停运时间可见第4台机不满足，该机组在早上2点至6点必须保持运行机组启骑动台数时段

负荷（MW）要求启动台数发电机连续容量10AM-2PM1790920002PM-6PM1500717006PM-10PM12005130010PM-2AM1100412002AM-6AM900412006AM-10AM1500717003.炕1.粒4气火电横机组碰的调钞度机组衣启停慌计划安决定添哪些竿机组累在线吴运行洒，机造组调只度计丑划确降定每亦台机俭组需树承担涛负荷机组调熔度的目作的：根眼据机组捐运行成匆本特性涉，调整杰每台机死组发电批实现机组系调度贺还应喝考虑匠输电蔬损失家（占贴总发好电量缺1~欢2%柔）2）座经济梯调度婆模型系统每归小时总厌运行费杏用：功率平唤衡方程掘约束其中木：经济调昨度模型佛（续）化成睬无约恭束优糊化模谱型：上式断对每醋台发圈电机脾出力Pn求偏崭导，顶可求饱得调顶度条饭件第一软项为秋机组n发出更懂多功率亿的微增危发电费智用，第二简项为谁机组n网损修堪正系数贵，其分挂母后两接项为微谅增输电乌损失，上式火表明疯：当隶系统乎中每投台机幅组的争微增筐发电酷费用溉与其公网损攀修正愧系数颈的乘降积相睛等时亮，系痕统达表到最爷佳经厨济性实用中道，网损喂修正系同数在1徐.0～障1.1千之间，愁近似表有示3）在突生产模捏拟中模驾拟经济长机组调壁度生产企模拟娱模拟厌一个钢月或们一年异较长鞭时间倚段，黎比在通线调龄度模诵拟精痒度要恰求低执（每钓小时珍误差柏累计乎，相肚抵消校）网损弱修正和系数鼻用常遗数替芝代微增霉热耗虎为一扛系列吩阀点库间的算水平递线，熊微增升电能腿成本译也为无一系调列阀喉点间下的水为平线在生产雄模拟中条模拟经梢济机组工调度算栽法对给定旅时间进雀行机组慈启停计谁划，决到定运行搬机组对所有唯在线机胖组的最刚低功率文点功率步相加对所车有在萌线机我组，眠将其府阀的妻负载遇部分伤按微蔬增成煌本从友小到为大排仅序，纸画出究微增敲成本尽与系婆统发笋电量永关系桥曲线窝图在上否图中给标出忙所需奏系统素发电去量（季等于修负荷驼需求金）任何在饼负荷需哪求线左咳侧的功役率线的杨机组，抓都将带苗负荷；点每台机仔组在负遥荷线左富侧的功肤率加其运最低功亿率点负猫荷为该摇机组应扮带负荷辉。机组调铅度计算辅图示例3.孕2小乔时负荷料需求为县525MW，忽略泥输电豆损失登，两宪台投质运机撇组为轰海滨登1和除城市关1。众试计柿算燃档料费卸用。表3捆.3惹机廊组功粮率段炼数据解：幻玉1）栋最低客功率刷=2奔00持+1予00找=3讯00MW屡2）按微税增成嘴本美淡元/MW挡h排负鸣荷段轰的次延序机组渣段数巾微翁增成本箩分兔段容量挎分鞭段调度胜累积功沃率最小值漫30直0海滨1刮1惰0.睛5×1赚0=邀5.0甘50谜5即0俩350城市1掏1派0.饲55×依9.5粘=5仗.22件5腔50狂5呆0尚400海滨1苦2只0.折5×1丙1=绿5.5汇1艺00翅100柄50栋0海滨棵1嚷3脉0钻.5遮×1云2=铲6桂.0扫50关2事5障5喉25城市柿1辨2款0宣.5贤5×欧11球=执6.书05岔50板0牧52皮53）交最低溪费用=23叫00×0.5交+12恭00×0.平55担=1度81疾0美元/h分段扔的费西用=5.嫂0×50跌+5梯.2侵25×50+亩5.丹5×100经+6增.0×25=12玩11.质25美元/h总燃裕料费库用=旱18淋10云+1竟21沟1.岩25朵=3体02剃1.活25罩美盘元/h3.近1.限5侨水催电机张组的虎调度一、特点塘：水电裂通常竖受能割量限植制，千与火缸电调驰度方钓法不弹同水电燃开料费用援很小，绑首先被值调度（菌安排使乘用）水电牧分三亭种：攻径流梅式水欧电、犬有一揪定调露节能在力带顷水库精的水犬电、榜抽水灯储能套水电二、径株流水力净发电以每愁小时万为基兄础，集直接吐修改凳负荷无旋转厨备用三、损有水辛库的常水电一般软以月瞒为基冈础模性拟，盾具有弟以下或特性享：一个月报的电量柏已知可发出蜓最大容艺量已知可发某出最炭小容苏量已堵知允许团有旋诸转备狼用直接必修改椒负荷提曲线水库水堪电一般饮用来调望峰，在看它未达锣最大容旷量时，洪可提供丹旋转备稳用安排水刷库水电宣调峰图蠢示：四、家抽水鸣储能醉水电贱（PHG忆）特点PHG需要上抗下两级搞水库，阿在低谷济时从下棚水库抽辩水，高僵峰时放遗水发电怀，效率贩一般6临0%几却。为制定PHG的经仰济运每行表炼，需青要：1。彻一周寻内按深小时速顺序幕的负李荷及亚旋转甜备用股要求2。岩可用州于发绸电的哗火电说机组棕及优搁先顺勤序表3。可衰以由PH逐G承担旋宫转备用侮，假定蔑原来不类要求PH题G发电安排PHG发电步全骤1。乘制定茅按小蚂时顺睛序的愚火电宴启停共计划耗，此虑时PH雕G不发电富，但可魔担任旋宜转备用2。以计算昏火电垒机组尝的成已本，誓安排狐从低决到高厘的运维行段3。安钢排PHG高峰时堡发电，震低谷时箭抽水，签分别计哪算费用辛，若发惠电成本伞高于抽触水成本萝时（要缴考虑效蹄率），座经济上厅是合算巩的表3娃.4陷按锅火电扭成本最制定避抽水怕储能瞧水电昌运行沸表例3岛。迈有7愧台机棵组，赶其中翁3台葬必须唉投运富，成衣本函程数见或表。部假设维抽水杰储能华水电议容量姐40敌0MW跑，具有1修200MW扯h的蓄水承库，整难个循环图效率6赚6.7描%，试扑安排PHG发电满并论撑证经散济上销是否夹合理当PHG发电时旷，它取抚代其他赏机组。PHG的价值底是其取阔代的机殊组的运史行成本蒜(红线系）；发电成乎本是根滥据火电亡成本函邪数求得遍的当PH房诚G处于抽歇水工况鱼时，它稍消耗功盗率。其萄成本为本供给PHG抽水弄用电答的费奶用；盾由于PGH效率6秋6.7浓，故抽水成奏本是根秤据火电纷成本函蛋数除0税.66尽7求得（兰私线）右下图雹为日负狗荷曲线锹转90叉°PGH在16更点发电膜200MWPG梅H在4牢-6鼓点抽山水用绒30谱0MW图3补-6新按凑负荷攀曲线钩安排PHG发电发电成母本大于锡抽水成欣本，经济上敏合算。右图为念在峰荷钳增加PGH发电，即谷荷抽余水至经腥济性极砌限的图俘示（多院发电，慨多抽水挣）。再报增加PGH的应惑用时魂间，会只会肉增加路费用图3-板7PH约G安排尝的经悟济极例限PH服G安排的犯经济极喇限原则：弃发电安凡排在峰剖荷，抽水安变排在谷魂荷3.1谱.6循年发广电生产赛模拟程涉序原理织框图习题终3瓶.1斯：用溜表3充.2直中的偶数据帮，确芬定按肿下列骗负荷茧的启锯停机释计划，假定眨海滨包电厂垒至少察有一牵台机惧需全割部时赵间投听运。围旋转庆备用滴要求盲50MW加70短%负荷小时负荷（MW）10AM-2PM15002PM-6PM17506PM-10PM181010PM-2AM13502AM-6AM8506AM-10AM12503.2抱随机热生产模各拟随机生输产模拟框考虑了馒发电机赌的随机告停运、中负荷的造随机波朴动等情数况，对仅生产成重本估算膝更合理松准确随机洽生产忽模拟摸可同疯时给妄出发圈电系荐统可状靠性纺指标沃：LOL渠P，E粉ENS随机孝生产辉模拟分类完全翼的状壮态列登举法毒概扒率卷日积法哀半零不变亦量法忠等钢效电绪量函最数法……模型简峰述1）小发电梳机跑强迫蹦停运溉率q，古q韵=停运尘时间叼/总妻时间迹，邪可用细率p，泄p=1改-q唉2）负荷淡--豆-用呆持续民负荷逐曲线六表示骗3寄）网躁络-响--还不考瓣虑输策电限躁制3.刘2.屿1慨完全认的状点态列鹊举法基本原哀理：1）敢将发汽电机党以经任济指松标排裹序，丛形成伏排序热表2）猛给发棉电机肆按排贡序表姐顺序河带负碑荷，冒考虑佣发电公机强筛迫停雨运率变、考浑虑各埋种可澡能出现现的苍状态贫组合3）近计算闹各种窗组合欲出现奏概率谈、各画发电绍机发砍出电糠量例3孔.4泰负室荷2叮00MW，时间1哗小时，弓3台发姜电机。那计算每考台发电盗机发电锯量及费稼用。机组傲最小闸功率肆最大功裕率q售（美圆/MW衡h）A夏0愿10饭0溜0趟.1为1多5B宝0述10拖0均0远.2搬2昂5C押0命10秃0物0苹.2权5版40联络线刃0遭200获0.寇0差80解：1)映为满榨足2约00MW负荷惕，列途出全魔部的门发电央组合倒状态2)杂计算浑各状罩态发笨生概什率3)绞计算踏各状据态对拼应费驻用表3.2.1发电机数据

状态的调度（MWh）运行机组状态概率ABCTie合计美圆

A,B,C,Tie0.54100100002004000A,B,Tie0.18100100002004000

A,C,Tie0.135100010002005500B,C,Tie0.06010010002006500A,Tie0.045100001002009500B,Tie0.020100010020010500C,Tie0.0150010010020012000Tie0.00500020020016000

期望的调度90802192004910完全反状态卖列举尾法生蚀产费响用成火本解费用袍=0闯.5遮4×眠40否00蜜+0估.1芹8×去40顾00棋+菊·书··杯=饺49伴10P1=找（1-跑0.1匠）×（出1-0杆.2）联×（1况-0.票25）戏×猪1=0才.54P5元=（鸽1-毕0.卫1）捐×0详.2顷×0矩.2改5=焦0.迟04背5SB现=(辨0.谢54户+0味.1宏8+潜0.故06子+0职.0继2)炭×1怠00援=8档03.仙2.宿2陵概率托卷积箭法一、等凑效持续送负荷曲德线等效持适续负荷铺曲线（EL烧DC眠）把发医电机受组的宰随机场停运历和随毯机负你荷模择型结染合在馅一起家，是舟随机法生产薪模拟嚼的核厚心。持续负叮荷曲线曲线上率任一点退（x,t横）表示守系统堤负荷抬≥x的持续置时间；用T除上式涛，得P=谷f(醉x)污=F逮(x并)/炮TP可以看别作负荷裁≥x的概率压。图3.抓9耍持续叉负荷曲涉线Ct企—总装烧机容仍量LO粮LP带—电力稼不足盯概率EEN灯S—电量不绘足概率LOL愉P=tL/T=纷f(Ct)总电量：等效持鞋续负荷勾曲线把发门电机饼故障旅等效喘负荷侄对原摊始负米荷曲值线脉的申修正当一台贯发电机卵停运时洁，负荷雕应由除凯去该机饿组后系全统中其属它所有追机组承折担。可等效钥地看作俱该机组这与系统贿中其它拔所有机东组共同锁承担了道向右移梯该机组渴容量的糊负荷曲丧线。pxm父x0覆c1p0c1xmx等效持招续负荷吗曲线（返续一）设第市一台折机运黄行。运行状袋态负荷沾为停运链状态城负荷际为相当剖于平览移C1，考虑援停运喝的等睛效持透续负避荷曲巴线为摸：第一台机组发电量1）娃基荷xb不变宗，峰膝荷增闷加C12）阴影释部分肉面积李为考铁虑强懒迫停财运机躲组1欧少带霞的电牛量将n台机组冷全部加患入后：1）2）可见：俱即使发顾电机装滴机容量膊大于总散负荷，判系统LOL夸P和EE伞NS依然不岔为零。推广触到第i台机组骂：等效持俭续负荷粮曲线（潮续二）随机裙生产顷模拟境流程二、查分段瞒发电别机组缝处理1）意生产篇模拟趟中，愚常将烧发电捆机分利段处线理：同一睡台机厨，各愧段煤病耗微千增率萄不同最小技蓝术出力哥限制2）方欺法：发棵电机分宗段容量暂，根据薄各段经油济指标比，分别庸安排运浅行3）榜问题挑：安秘排同捕一台替机的退后面子段运互行时桌，应晋消除掘前面窝段的惜强迫追停运相的影标响—杆反卷均积计导算设第i+1台发剥电机筝组与会前面考已安己排的邻机组b为同一貌机组的渐不同分封段，在借安排第i+薄1台机庆时已蔬形成虹等效蚊持续坟负荷触曲线写成萄递归神形式览：也可叼写成杯另一栽种形浅式：为没考咸虑机组b影响的嫁前i-崖1台机的BLD器C，或消除扎了机组b影响的姜前i台机的BLD茅C的求初取—遍反卷戒积推导轮：说明：已知；当锡时，蚀可求膀；当铲时询，哗已蛾知，吧可求；递归三、水截电机组伙及抽水覆储能机虏组模拟原则：避免续弃水带峰冷荷1）拌单个稻水电只站为带峰悄荷安排忧在阴影日部分阴影纽奉面积阴与ab脉ef破a面积纲相同CH-水电挺机容价量阴影面裳积-水争电电量水电纠机组锄安排迷算法条件粥：EL=EAPHL=CH方法咐：作一个床底宽为CH，面积因为EA的矩形皱，在EL难DC找面玩积与光它相场等的默位置由于ED袭LC不断变摄化，此位置不捕断变化安排水背电以后支，影响必火电卷嫩积负荷横曲线抽水储劝能机组抽水住储能策抽水访状态授应安蔽排在姿低谷码，修辞改ELD尾C抽水储明能发电熊状态与胁普通水旗电相同阴影部齐分与bci斯hb面积相纸同。方法：客在负荷姐曲线上隙作矩形亿，找到Xb，尖Xc两点跪，修烧改负晶荷曲此线例3搭.5务负流荷2骡00MW售，时间1距小时