航標
[拼音]:jingji yunxing
[英文]:economic operation
在給定負荷要求和其他約束條件,以及保證整個電力系統的可靠水平及電能質量的前提下,通過恰當地分配電廠(或機組)的出力,使電能的生產和分配過程中所需的成本為最低(也有的國家以燃料消耗為核算標準)的執行方式。確定電力系統的經濟執行方式是電力系統執行排程中最經常的中心任務之一。
經濟排程管理分類
電力系統在正常執行情況下的經濟排程管理工作有以下3類。
(1)現時執行情況的經濟調整和管理:在規定的執行方式(包括已定的投入執行的機爐裝置組合)下,根據電力系統的執行實時引數及其變化趨勢,進行系統內各電廠間(包括水電站與火電廠之間)和電廠內各機組間有功和無功功率的最經濟分配,合理調整網路內各節點的電壓,決定電力系統中有功和無功功率儲備的合理數值及這些功率儲備在各節點或各機組間的合理分佈,以保證電網的可靠性和執行的最大經濟性。
(2)下一晝夜的執行排程安排:根據電力系統的負荷預測及負荷的分佈情況,在水電站與火電廠間進行有功負荷經濟分配;計算和決定下一晝夜有功功率的最佳儲備和在電力系統內的最合理分佈,從而決定系統中執行機組的最佳選擇和機組的開停機次序及時刻;計算下一晝夜無功負荷的分配,決定變壓器分接頭的最佳選擇等。
(3)較長期的執行方式計劃的制定:進行一週、一月或一年內水電站與火電廠間電能生產的經濟分配(計及網損)的考慮和近似計算;水電站(包括梯級水電站)的水耗最佳分配計劃等。
等微增率準則
電力系統經濟執行問題在20世紀20年代已開始研究。30年代已獲知按等微增率準則來分配各機組之間的出力可得到電力系統最經濟的效果。40年代有的國家利用專用計算尺進行經濟排程計算。50年代初已開始採用模擬計算機實現線上經濟排程。隨著電力系統的日益擴大,從遠離負荷中心而經濟效能好的電廠多發電,由於線路損耗很大而並不經濟。在經濟排程中網路損耗(網損)的影響已不能忽視,從而提出網損微增率概念和網損修正問題。網損微增率的計算是相當複雜的。最早在美國提出用 B係數法進行計算。在排程中心採用交流臺及模擬計算機來解決這一繁重的計算問題。
從數學上講,電力系統經濟執行的目的是使全網執行時總成本(或燃料消耗)最小,這是一個條件極值問題。利用拉格朗日乘子法可推匯出等微增率準則為
b1=b2=…=bn=λ
式中b1=dF1/dP1,b2=dF2/dP2,…,bn=dFn/dPn,分別為電廠(機組)1、電廠(機組)2、…、 電廠(機組)n的成本(或燃料消耗)微增率。F1、F2、…、Fn為相應電廠(機組)的成本(或燃料消耗); P1、P2、…、Pn為相應電廠(機組)的有功功率。λ為拉格朗日乘子,相當於系統成本(燃料消耗)微增率。
考慮網損修正後的等微增率準則被稱為協調方程:
式中
分別為相應廠的網損微增率;PL為總網損。
為了求解協調方程必須首先解決以下兩個問題:
(1)各電廠成本(或燃料消耗)微增率曲線的製作,它必須反映執行機組的實際工況。
(2)合理、準確地進行網損微增率的計算。目前計算方法有B係數法,相角函式法、利用分佈係數採用節點功率表示法、採用支路電壓降表示法、最小二乘法等。
電力系統主要由水電站、火電廠和電力網路構成。水、火電力系統的經濟執行是經濟執行的重要組成部分。一般把水電站水耗微增率特性的縱座標乘以水煤折算係數,使它變為等效燃料消耗(成本)微增率曲線。λ值的選擇則需使在給定電網負荷曲線和給定火電廠及機組組合中水電站一晝夜所儲藏的水量(日調節)能得到充分利用的前提下,使系統成本(燃料消耗)為最小。
等微增率準則是以給定發電廠的機組組合為先決條件的。要確定機組最優組合和開停機計劃,又必需以精確的短期負荷預測為前提。為確定最優機組組合和機組開停計劃所採用的方法有優先順序法、動態規劃法、整數規劃法、分枝限定法等。
等微增率準則的應用還存在著一定的侷限法,例如在處理複雜水、火電力系統,特別是水電比重較大的電力系統和包含梯級水電站的系統時還存在一定問題。應用數學規劃和現代控制理論將為電力系統經濟執行的計算提供新的途徑。