基于節能減排多目標優化的發電調度模型研究

劉長春

摘 要：為響應國家節能減排的號召，提高能源利用效率，該文選取的目標函數為煤耗量和污染物排放量，將整個發電系統的有功平衡和發電機組的出力作為約束條件，在此基礎上，建立了基于等能耗水平、考慮排污費成本累加以及環境優化的節能發電調度模型，同時建立了基于系統安全運行條件下的節能減排多目標優化發電調度模型。通過驗證，該模型能夠使污染物排放量和煤耗量兩個目標函數同時達到帕累托最優，從而實現整個系統的節能減排發電調度。

關鍵詞：節能減排 發電調度 多目標優化 目標函數

中圖分類號：TM93 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0111-02

目前，節能減排發電調度模型大多都是基于傳統的經濟調度，且最小目標以總煤耗量或是全網總發電成本為準，對電網損失的發電調度模型和污染排放因素進行考慮[1-2]。這種考慮環保約束以及電網損失的經濟調度，可納為以總發電成本或以全網總的煤耗量為目標函數，以及以污染物排放量或電網損失為約束條件的單目標優化問題[3-4]。

該文在此基礎上，將目標函數設定為污染物排放量和煤耗量，節能減排多目標優化發電調度模型的建立的約束條件為發電機組出力和系統有功平衡。經過試驗證明，此模型使煤耗帕累托最優能夠得到保證，進而使節能減排發電調度能夠實現。

1 考慮污染物排放因素的節能發電調度模型

在考慮污染物排放約束，結合傳統經濟發電調度，對排污成本累加的節能發電調度模型以及等能耗水平下污染物排放的節能發電調度模型進行合理設立。

1.1 等能耗水平的節能發電調度模型

（1）建模思路。

根據各發電廠機組運行數據擬合得到煤耗曲線和煤耗標準參數，確定各火電機組的煤耗情況。再從小到大排列機組最小單位耗量，機組的能耗排序表由此得出；最后，對約束條件如機組出力上下限、機組啟停時間以及系統的有功功率進行考慮。

（2）目標函數和約束條件。

S=1表示第臺機組的污染物排放量比第臺機組的排放量小，按照煤耗量排序表中機組的順序保持不變；S=-1表示第臺機組污染物排放量比第臺機組的排放量大，則機組的順序需要相互調換。

1.2 考慮排污費的成本累加節能發電調度模型

（1）建模思路。

首先，煤耗量成本通過供電煤耗量與單位煤價相乘得到，而排污收費是由污染氣體排放量與排污收費率相乘得到。再參照污染物排放收費相關標準，得到考慮環保因素成本的微增率原則，而其是通過轉化等耗量微增率而來的。最后，依照機組成本消耗率結果的不同，將機組排序表重新制定。

3 考慮節能因素的發電調度模型

基于節能發電調度試行辦法，將環保、節能、網損因子引入，對發電機組上網電價進行折算，使基于全網購電費用最小的目標函數建立起來，并采用遺傳算法對該模型進行求解。

3.1 建模思路

5 結語

基于節能減排發電調度，該文通過研究節能減排發電調度模型，分別對機組污染物排放函數、機組煤耗量函數、B系數法計算網損進行分析，建立了節能減排多目標優化發電調度模型。該模型是以綜合考慮機組煤耗量最小、機組污染物排放量最小為目標函數，以機組出力和系統功率平衡為約束條件的。

參考文獻

[1] 張森林.節能發電調度實用化措施框架體系[J].電網技術，2008，32（10）：81-94.

[2] 王徭.節能發電調度模型的研究[D].北京：華北電力大學，2008.

[3] 高潔.上海電網節能減排的策略與實踐[J].華東電力，2009，7（3）：1103-1106.

[4] 黃良寶，朱忠烈.節能發電調度對華東電網規劃的影響研究[J].華東電力，2009，37（5）：686-690.endprint