电力系统优化规划.ppt

文档介绍：电力系统优化规划
自我介绍
电气与电子工程学院 输配电系统研究所
刘念 博士、讲师
J5-C306
主要研究领域：城市电网规划、智能配用电、电力信息安全
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名词解释
电力系统优化规划
规划：进行比较全面的长003年，以三峡电站建设为核心，首先形成我国的中部电网
中部电网：华中（含川渝）、华东（福建）
2010年，形成北、中、南3个跨区互联网络
北部电网：华北（含山东）、东北、西北电网
南部电网：广东、广西、云南、贵州、海南、香港、澳门电网构成。
2010~2020年期间，将形成基本覆盖全国的统一联合电网。
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电力供需基本情况及主要特点
电力供需基本情况
2009全国电力生产情况
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2009年电力消费情况
工业用电仍然是拉动电力增长的最主要动力 74%
到2015年将达到45200亿千瓦时，超过美国成为世界用电量最大的国家；
到2020年将达56400亿千瓦时。
与上年同比增长百分比
用电量
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我国一次能源的分布
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2020年国家电网跨区电力流设想
单位：万千瓦
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电力系统规划的意义
国民经济发展的需要
用户的电能需求不断增长需要不断建设电力系统
规划是电力工程前期工作的重要部分
提高经济效益和社会效益的需要
投资建设的合理性
经济问题&社会问题&环境问题
电力系统各组成部分综合协调的需要
电源和电网的投资主体不同、特性不同需要全盘考虑，找到合理的方案
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电力系统规划的任务及分类
电力系统规划研究通常包括：
（1）负荷预测
（2）电源规划
（3）电网规划
（4）技术经济评价
多方案技术经济评价
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能源规划
综合研究一次能源
煤
石油
天然气
水能
核能
风、潮汐、生物质能
有效利用、相互协调和替代关系
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电力系统规划的任务及分类
（1）负荷预测
它是做好规划的前提和基础，负荷预测的准确与否直接影响到规划方案的建设规模和投资计划。
提供电力增长状况、负荷曲线及电力分布情况。
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电力系统规划的任务及分类
（2）电源规划
短期电源规划：
考虑未来1～5年的发展情况，规划的具体内容包括:
制定发电设备的维修计划；
分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益；
分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案；
确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划；
长期电源规划：
考虑10～30年的发展情况
何时、何地扩建新发电机组；
扩建什么类型及多大容量的发电机组；
现有发电机组的退役及更新计划；
燃料的需求量及解决燃料问题的策略；
采用新发电技术的可能性；
与相邻电力系统进行电力交换的可能性。
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电力系统规划的任务及分类
（3）电网规划
输电网规划
配电网规划
决定电网的结构、出线回数、导线型号、直流输电还是交流输电、电压等级和建设的地点等。
短期规划：1～5年，规划的内容比较具体仔细，可直接用来指导建设 。
长期规划：需要考虑比输变电工程建设周期更长的发展情况，一般规划6～30年 。
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电力系统规划的任务及分类
（4）技术经济评价
无论是电源规划还是电网规划建设都必须要进行多方案的比较，这就需要进行技术经济评价。
电力系统规划中经济评价的原则：
技术上可行
从国家整体利益出发，不带主观偏见，不迁就照顾人情
符合国家能源和电力建设方针政策
按市场经济规律办事
符合集资办电、统一规划、统一调度、省为实体的电力管理体制精神。
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优化规划问题的数学模型
在建立数学模型时，第一步是确定问题的决策变量。决策变量是决策者可以控制的因素，如发电机的出力，新建电站的装机台数等等。
第二步是确定评价问题解答优劣的准则，这就是目标函数。目标函数是决策变量的函数，它可以是效益函数或费用函数。
效益函数为目标函数时，最优化问题要求得到目标函数的极大值；费用函数为目标函数时，最优化问题需要求得目标函数的极小值。
第三步是确定约束条件。约束条件是指在求目标函数的极值（极大值或极小值）时的某些限制，如资源的限额，产量应满足一定的数量，质量必须达到一定的要求，决策变量之间的关系应满足物理系统的方程式。
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优化算法及其分类
传统优化算法
待解决的问题：连续性问题，以微积分为基础，规模较小；
特点：理论上的准确与完美；
主要算法：线性与非线性规划、动态规划、多目标规划、整数规划等。
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优化算法及其分类
现代优化算法
待解决的问题：离散性、不确定性、大规模；
特点：启发式算法