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基于多目標(biāo)粒子群優(yōu)化的電力系統(tǒng)負(fù)荷分配

2018-06-01 11:18:41 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
電力系統(tǒng)負(fù)荷分配是一種主要基于電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行調(diào)度的電力系統(tǒng)優(yōu)化問題。負(fù)荷分配的目的是在滿足功率負(fù)荷以及運(yùn)行等式和不等式約束條件的前提下,使發(fā)電成本達(dá)到最小化。通過這種方式對于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性都具有舉足輕重和至關(guān)重要的意義。

2 電力系統(tǒng)負(fù)荷分配的數(shù)學(xué)模型

在當(dāng)今社會(huì),環(huán)境問題已經(jīng)成為日益嚴(yán)重并且引起廣泛關(guān)注的社會(huì)問題。保護(hù)環(huán)境是刻不容緩的義務(wù)和責(zé)任。環(huán)境和經(jīng)濟(jì)本身就是兩種相互矛盾的話題,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生產(chǎn)力的提高,用電已經(jīng)成為日常生活必不可少的組成部分,整個(gè)國家目前已經(jīng)逐步進(jìn)入用電高峰期,但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),對環(huán)境卻產(chǎn)生的嚴(yán)重的傷害,我國的 PM2.5 指數(shù)日益嚴(yán)重,我國乃至世界已經(jīng)針對環(huán)境問題進(jìn)行了大量的研究,2050 年前保證低于兩度的溫升已經(jīng)被世界所共識(shí),所以在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)保證環(huán)境問題已經(jīng)成為我國的目前最重要的話題之一。在本章中,針對電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)對環(huán)境影響的問題,全面分析了影響電力系統(tǒng)負(fù)荷分配的各種因素,最終獲得了有關(guān)經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境成本的雙目標(biāo)數(shù)學(xué)模型。

2.1 電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配簡介

在國內(nèi)外的學(xué)者中,針對電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配進(jìn)行了大量的研究,但是電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配(Economic Emission Load Dispatch,EELD)卻相對很少,在前面的電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配國內(nèi)外的發(fā)展中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,因此,在近幾年,EELD 已經(jīng)成為熱門話題。所謂的電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配,簡而言之,就是在電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的基礎(chǔ)上把環(huán)境問題考慮進(jìn)去,但是這并不是一個(gè)簡單的問題,因?yàn)槎呤窍嗷ッ艿模槍﹄娏ο到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配是指在一個(gè)含有多個(gè)機(jī)組的電力系統(tǒng)中,如何合理分配每個(gè)發(fā)電機(jī)組的功率,以保障所發(fā)同樣的電量而所用的成本最小。但是在發(fā)電過程中,例如火力發(fā)電廠,發(fā)電的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的類似 CO2、SO2、NOX 等污染氣體。所以針對這樣的問題,在不改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和增加投資的基礎(chǔ)上,僅僅通過對每臺(tái)機(jī)組功率的合理分配,并保證達(dá)到經(jīng)濟(jì)可允許成本的基礎(chǔ)上達(dá)到減少污染消費(fèi)的目的,這就是電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的主旨。

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2.2 電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的數(shù)學(xué)模型的建立

在求取優(yōu)化問題的時(shí)候,首先應(yīng)建立它的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行尋優(yōu)。基本的數(shù)學(xué)模型主要由三部分組成:目標(biāo)函數(shù)、等式約束條件和不等式約束條件。由于求取的是多目標(biāo)優(yōu)化算法,所以這里的目標(biāo)函數(shù)有兩個(gè):發(fā)電成本和環(huán)境成本。一般來說,對于一個(gè)發(fā)電成本的確定,需要畫出一個(gè)發(fā)電機(jī)的耗量特性曲線。對于這條曲線,一般是根據(jù)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的成本,除此之外,還要根據(jù)制造廠商所對每臺(tái)機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,并根據(jù)實(shí)際情況所繪制出來的。但是,在實(shí)際的發(fā)電電路系統(tǒng)中,會(huì)產(chǎn)生閥點(diǎn)效應(yīng)[61],所謂的閥點(diǎn)效應(yīng)就是指在于汽輪機(jī)進(jìn)汽閥突然開啟時(shí)出現(xiàn)的拔絲現(xiàn)象,也就是隨著系統(tǒng)中發(fā)電的各個(gè)機(jī)組的發(fā)電功率的逐漸增加,伴隨著發(fā)電機(jī)汽門的開放數(shù)量也隨之增多,當(dāng)前級的汽門己經(jīng)完全打開時(shí)而后級汽門剛剛開啟時(shí)會(huì)隨著蒸汽的流通而受到了阻礙節(jié)流現(xiàn)象,就會(huì)產(chǎn)生損失,那么就會(huì)導(dǎo)致耗量增加,在耗量特性用曲線上反映為向上凸起。

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責(zé)任編輯:電力交易小郭

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