1 緒論

1.1 引言

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(wèn)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(guò)這種方式對(duì)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。

如今，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)是一個(gè)引起世界普遍關(guān)注的問(wèn)題。電力系統(tǒng)引起的環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)和電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)并駕齊驅(qū)。保護(hù)環(huán)境已經(jīng)變成了全世界每個(gè)國(guó)家每個(gè)企業(yè)甚至每個(gè)個(gè)人的義無(wú)反顧的社會(huì)責(zé)任。由于我國(guó)改革開放以來(lái)經(jīng)濟(jì)的快速和迅猛的發(fā)展,每家每戶對(duì)電能的需求量在逐年顯著的增加，因此全國(guó)目前正在面臨著一個(gè)用電的緊張期和高峰期。

為了減緩和解決這種用電緊張的格局,各類電力行業(yè)(例如，火電，水電，核電等)得到了迅猛發(fā)展，尤其是大量的電廠正拔地而起。但是這對(duì)環(huán)境問(wèn)題造成了很大的困擾，環(huán)境控制和社會(huì)發(fā)展這兩種矛盾日益突顯[1]，這嚴(yán)重違反了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針，使我國(guó)正面臨著異常嚴(yán)峻環(huán)境形勢(shì)，霧霾問(wèn)題深深的困擾著每個(gè)人。為了改變這種越富裕越污染的現(xiàn)狀，人們進(jìn)行了大量的研究，國(guó)家出臺(tái)的節(jié)能減排就是緩解這對(duì)突出矛盾的重要手段之一。

通過(guò)利用和改進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)來(lái)改造和改進(jìn)那些有著高耗能、高污染的企業(yè)，并且堅(jiān)決淘汰落后生產(chǎn)力，堅(jiān)定不移地走生產(chǎn)進(jìn)步、生活富饒、生態(tài)優(yōu)良的“三生文明”發(fā)展之路[2]。根據(jù)節(jié)能減排的思想，最優(yōu)化問(wèn)題也被引入電力系統(tǒng)中來(lái)，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)與環(huán)境如何平衡，仍然是一個(gè)艱巨的任務(wù)。將最優(yōu)化問(wèn)題與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境負(fù)荷(EELD)的完美結(jié)合[3]，真正達(dá)到節(jié)能減排的目的。

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1.2 電力系統(tǒng)負(fù)荷分配問(wèn)題的背景和發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的基本要求是在保證安全、優(yōu)質(zhì)、可靠的前提下，保證利益的最大化。提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配就是提高發(fā)電的高產(chǎn)能，合理分配功率，使損耗最小，經(jīng)濟(jì)性最大。電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配(Economic Load Dispatch, ELD)作為電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度中最重要研究領(lǐng)域之一，一直以來(lái)都深受廣大學(xué)者和專家們的重視和青睞。然而近年來(lái)，由于像火力發(fā)電廠這種在發(fā)電過(guò)程中煤炭燃燒所產(chǎn)生的 NOx 和 SO2 等氣體的排放，環(huán)保問(wèn)題日益突出，因此，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們和各個(gè)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的關(guān)注和重視。很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)，僅僅關(guān)注經(jīng)濟(jì)而忽略環(huán)境這是一個(gè)嚴(yán)重的錯(cuò)誤，于是所謂的環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配(Emission Economic Load Dispatch，EELD)問(wèn)題就應(yīng)運(yùn)而生了。

它的基本理念就是：在即不改變系統(tǒng)現(xiàn)狀并且又要滿足系統(tǒng)等式和不等式約束條件的情況下，再考慮發(fā)電燃料成本或者在使發(fā)電成本在允許的范圍內(nèi)的情況下，使環(huán)境污染成本控制到最低。它已成為電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配將電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠的發(fā)電成本和發(fā)電過(guò)程中污染控制成本一起進(jìn)行優(yōu)化，這已經(jīng)成為了一個(gè)最經(jīng)典的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題[3]。將優(yōu)化的多目標(biāo)粒子群算法(MOPSO)完美地應(yīng)用到電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配(EELD)中，可以有效地解決電力系統(tǒng)發(fā)電成本和環(huán)境治理成本這一對(duì)相互矛盾的問(wèn)題。

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