基于节能减排多目标优化的发电调度模型研究

摘 要：为响应国家节能减排的号召，提高能源利用效率，该文选取的目标函数为煤耗量和污染物排放量，将整个发电系统的有功平衡和发电机组的出力作为约束条件，在此基础上，建立了基于等能耗水平、考虑排污费成本累加以及环境优化的节能发电调度模型，同时建立了基于系统安全运行条件下的节能减排多目标优化发电调度模型。通过验证，该模型能够使污染物排放量和煤耗量两个目标函数同时达到帕累托最优，从而实现整个系统的节能减排发电调度。

关键词：节能减排 发电调度 多目标优化 目标函数

中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0111-02

目前，节能减排发电调度模型大多都是基于传统的经济调度，且最小目标以总煤耗量或是全网总发电成本为准，对电网损失的发电调度模型和污染排放因素进行考虑[1-2]。这种考虑环保约束以及电网损失的经济调度，可纳为以总发电成本或以全网总的煤耗量为目标函数，以及以污染物排放量或电网损失为约束条件的单目标优化问题[3-4]。

该文在此基础上，将目标函数设定为污染物排放量和煤耗量，节能减排多目标优化发电调度模型的建立的约束条件为发电机组出力和系统有功平衡。经过试验证明，此模型使煤耗帕累托最优能够得到保证，进而使节能减排发电调度能够实现。

1 考虑污染物排放因素的节能发电调度模型

在考虑污染物排放约束，结合传统经济发电调度，对排污成本累加的节能发电调度模型以及等能耗水平下污染物排放的节能发电调度模型进行合理设立。

1.1 等能耗水平的节能发电调度模型

（1）建模思路。

根据各发电厂机组运行数据拟合得到煤耗曲线和煤耗标准参数，确定各火电机组的煤耗情况。再从小到大排列机组最小单位耗量，机组的能耗排序表由此得出；最后，对约束条件如机组出力上下限、机组启停时间以及系统的有功功率进行考虑。

（2）目标函数和约束条件。

S=1表示第台机组的污染物排放量比第台机组的排放量小，按照煤耗量排序表中机组的顺序保持不变；S=-1表示第台机组污染物排放量比第台机组的排放量大，则机组的顺序需要相互调换。

1.2 考虑排污费的成本累加节能发电调度模型

（1）建模思路。

首先，煤耗量成本通过供电煤耗量与单位煤价相乘得到，而排污收费是由污染气体排放量与排污收费率相乘得到。再参照污染物排放收费相关标准，得到考虑环保因素成本的微增率原则，而其是通过转化等耗量微增率而来的。最后，依照机组成本消耗率结果的不同，将机组排序表重新制定。

3 考虑节能因素的发电调度模型

基于节能发电调度试行办法，将环保、节能、网损因子引入，对发电机组上网电价进行折算，使基于全网购电费用最小的目标函数建立起来，并采用遗传算法对该模型进行求解。

3.1 建模思路

5 结语

基于节能减排发电调度，该文通过研究节能减排发电调度模型，分别对机组污染物排放函数、机组煤耗量函数、B系数法计算网损进行分析，建立了节能减排多目标优化发电调度模型。该模型是以综合考虑机组煤耗量最小、机组污染物排放量最小为目标函数，以机组出力和系统功率平衡为约束条件的。

参考文献

[1] 张森林.节能发电调度实用化措施框架体系[J].电网技术，2008，32（10）：81-94.

[2] 王徭.节能发电调度模型的研究[D].北京：华北电力大学，2008.

[3] 高洁.上海电网节能减排的策略与实践[J].华东电力，2009，7（3）：1103-1106.

[4] 黄良宝，朱忠烈.节能发电调度对华东电网规划的影响研究[J].华东电力，2009，37（5）：686-690.