水火电力系统节能调度模型与优化方法研究

杨学忠

（江苏省电力公司检修分公司,211102）

水火电力系统节能调度模型与优化方法研究

杨学忠

（江苏省电力公司检修分公司,211102）

本文针对水火电力系统节能调度模型与优化方法进行分析研究。

水火电力系统；节能调度模型；优化方法

0 前言

我国当前的重点工作之一是解决节能降耗问题，在电力系统中，建立水火电力系统节能调度模型是实现节能降耗目标的有效手段之一。如何在保证水火电力系统安全运行的前提下，以节能发电调度模式的水火电力系统取代传统发电调度模式，是我国目前发展水火电力系统的重要工作。

1　水火电力系统节能优化调度数学模型

现如今，我国对水火电力系统的节能有段调度进行了十分深入的研究，意在解决水力资源的利用程度低、对环境保护的重视不全面等问题，从而减少电能的大量损失，尤其是在汛期时段。在水火电力系统的节能模型设计中，设计工作人员要对各电厂原来的发电情况进行全面了解，并结合在不同季节、时段的影响下，对各个发电厂依据水电站耗水率情况进行排序调整。节约电力系统能源的重要手段就是采取有效措施对水力资源的利用程度进行提高。对水电厂和火电厂的负荷进行分配，在电力系统中加入水力资源的利用，达到水利电力系统中的社会效益和经济效益在最大程度上得到协调的结果。因此，在水利电力体系节能调度模型的研究中，必须对水力资源合理利用，并满足环境保护的要求，在满足水火电力系统安全运行的前提下，达到节能的目的。

将水力资源的合理利用和环境保护作为水火电力系统节能调度模型的切入点，对火电厂的启停机所处的环境因素、弃水调峰及所需花费的费用等造成的影响进行综合考虑，把火电厂减少污染气体的排放量、降低水电厂的弃水量和调整火电厂运行的总费用作为优化目标，从而构建出水火电力系统节能优化调度数学模型，保证在水力资源充分利用的前提下，达到污染气体排放量的减少、火电厂运行费用的降低和电力系统综合运行效益提高的目标。

根据以上所说的优化目标，将水火电力系统的节能优化调度数学模型建立如下：

目标函数为：

上述目标函数为火电厂在正常运行模式下花费费用最小的目标函数，其中，火电厂运行总费用为f1，时段变量的计算为t，时段数的计算为T，火电厂的编号为i，火电厂的系统数目为Rs，火电厂i的燃料消耗能量特性的系数为asi，bsi，csi，火电厂i在t时间段内的有功出力是Psi(t)，火电厂i的启停状态为U1(t)，其中当指数显示1时，为运行，指数显示0时为停机。

水火电力系统中，污染气体的最小排放量目标函数为：

其中，污染气体的排放量为f2，火电厂i的气体排放量系数分别为。

水电厂弃水量最少的目标函数为：

其中，水电厂的弃水量为f3，水电厂j在t这一时间段内的弃水量为Sj(t)，水电厂的编号变量为j，水电厂的数目为Rh。

2　水火电力系统节能调度模型的约束条件

2.1电力系统负荷平衡的约束条件

2.2火电厂有功出力的约束条件

2.3水电厂有功出力的约束条件

其中，水电厂j的有功出力的最大值和最小值分别为。

2.4水电厂的水库库容的约束条件

2.5水电厂的发电引用流量的约束条件

2.6水电厂的防洪限制约束条件

其中，水电厂j 在一段时间t内的水库需水量在防洪水位限制的最大值为。在水电厂水位汛期期间，水电厂j在一段时间t内的水库蓄水量在防洪水位限制的最高值为，在水电厂水位非汛期期间，水电厂j在一段时间t内的水库需水量在正常蓄水位时为。

2.7水电厂的调度周期的始、末库存容量的约束条件

2.8非负约束条件

非负约束条件就是指水电电力系统节能调度模型中的所有变量都为非负值，即所有变量都满足正值的条件。

3　水火系统节能调度优化方法

本文对水火系统节能调度的优化方法采用加权和法的方式。利用加权和法主要包括两方面：一是对水火电力系统的目标函数采取统一量纲化处理和无量量纲化处理两种。二是对各个目标函数的加权系数进行确定。以下目标函数为函数采取统一量纲化处理和无量量纲化处理的处理过程：

将其加权系数的各自数值进行计算为：

根据计算出的目标函数，发现其满足以下等式：

其中，目标函数的个数为M。

对各个目标函数以加权的方式进行处理，将其加权成为一个目标函数，既可以将多目标最优化的问题向单目标的优化问题进行转化：

从而得到水电系统节能调度的优化方法。

4　结论

本文以水火电力系统节能调度模型的研究为切入点，从环境保护和对能源资源进行合理利用两种角度出发，对水火电力系统节能优化调度数学模型、水火电力系统节能调度模型的约束条件、水火系统节能调度优化方法三方面进行分析，得出在水火电力系统中节能调度的理念有利于对水资源进行最大限度的利用，对电力系统的运行成本方面有很高的降低效果，水火电力系统中节能减排目标的实现，有利于我国生态环境的保护，有利于我国水电厂和发电厂联系的密切，更好地发挥其各自的作用。

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Study on the model and optimization method of energy saving scheduling of hydrothermal power system

Yang Xuezhong
（Jiangsu electric power company maintenance branch,211102）

This paper analyses the energy saving scheduling of hydrothermal power system model and optimization method.

hydro thermal power system;scheduling model;optimization method