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电力工业每年消耗大量的煤炭资源并排放温室气体,节能减排对于电力工业的健康可持续发展具有重要的现实意义。
发电计划的制定包括负荷预测、机组组合、经济分配等多个问题,是电力系统运行的关键环节,通过优化调度可以有效促进电力生产运行阶段的节能减排。本文以节能减排为主题,从全局优化、风电接入和能耗控制等方面研究了发电计划的制定。
首先,本文建立了发电计划的数学模型,并对该模型直接求解,进行全局优化,避免了由于分步骤、分模块导致相互影响从而陷入次优解的问题。模型以成本最小为目标,而火电机组的成本直接关系着煤耗与排放,故求得最优解对促进节能减排、降低成本作用很大。本文采用混合整数规划法求解,算例表明该法可求得高质量的解。
第二,在节能减排的新形势下,可再生能源得到快速发展,特别是风电的并网容量在快速增长。本文利用场景法求解风电接入下的发电计划制定问题。采用正态曲线模拟风电预测误差,应用置信度划分场景,得到能够承受一定程度风电波动的发电计划方案。同时,在含风电发电计划模型基础上,本文建立了系统接纳风电能力计算模型,在现有网络、机组和风电典型曲线不变的条件下得到系统接纳风电能力,并研究了线路潮流限值、风电场储能装置对该能力的影响。
最后,发电调度方法与整个系统的能耗、排放有直接关系。由于传统的发电调度方式不利于节能减排,而节能效果明显的节能发电调度模式易导致电网购电成本高、小机组生存困难等诸多问题,本文提出一种基于能耗指标交易的发电调度方法。该法在传统调度方式的基础上,通过设置上网机组能耗标准、制定给予高、低能耗机组奖惩规则等手段,促进高低能耗机组间的发电权交易,实现上网机组能耗总量控制,促进节能减排。