某地区未来十电力发展规划模型.doc

羄某地区未来十年电力发展规划模型羁蒁【摘要】蒇本文建立了一个电力规划中经济最优化静态模型。羅本文认为该问题中的经济最优化不是经济利益达到最大化,而是在满足技术要求下的成本最小化。该模型首先利用数学软件LINDO解出满足技术要求下的各方案的分配份额:扩建旧火电站:新建水电站:新建火电站=5:4:2。其次,本文考虑了各项建设的时间、顺序上的安排对于节省成本的影响,用MATLAB软件通过画图确定了在第一年年初即队原旧火电站进行扩建;在第四年投入使用新的水电站;最后在第八年年初起投入使用新的火电站。再次,本文考虑了从装机台数的角度降低成本,以期在最小的成本投入下完成各项建设。莄我们最后得出的建设方案安排为:袀在第一阶段,也即扩建原有的旧火电站阶段,我们预备在第一年扩建两台单机容量为10千瓦的发电机组;而在第二年和第三年各扩建一台和两台;芇第二阶段,也即新建水电站阶段,从第四年初到第七年末的四年间,每年建设一台单机容量为25千瓦的发电机组台数;肇第三阶段,也即新建火电站阶段,在第八年和第九年初,各建设并投入使用一台单机容量为30千瓦的发电机组;至此,全部建设完成并投入正常运作。蒂由此,。芀【关键词】羈经济最优化、成本最小化、静态模型、MATLAB袄袄蝿螈袅羃问题的重述蒂蒈某地区在制定十年电力发展规划时遇到一个问题:根据电力需求预测得知,该地区在十年后发电装机容量需要增加180万千瓦,那时的年发电量需要增加100亿度。根据调查和讨论,电力规划的备选技术方案有三个:羇扩建原有的火电站,但最多只能再安装五台10万千瓦的发电机组;肁新建水电站,但最多只能安装四台25万千瓦的发电机组;袂再新建一个火电站,最多只能安装四台30万千瓦的发电机组。腿通过调研和计算,获得有关的参数如表1所示:螄蒃表1:备选技术方案参数表芁罿袅薂 蚁 蚀工程投资袇单机容量(万千瓦)袄允许装机台数膀资本回收因子蒀年运行成本(百万元/亿度)蚄负荷因子肃备选方案蕿工程特点袆前期工程投资(百万元)螆单机设备投资(百万元)蚂1莇扩建旧火电站薄 。根据该地实际调查原有火电站平均全年满功率运行天数为241天,水电站和新建的火电站应分别为146天和255天,而全年365天,故折算得表中数据。表中资本回收因子是由如下数据所确定的,火电站的回收年限取15年,;水电站的回收年限取30年,,即得表中所列数值。薀我们的任务是:蒆在满足上述技术要求的前提下,:膂原来的火电站应如何扩建?莁新建的火电站应如何确定单机容量为25万千瓦的发电机组的数量?肆新建的火力发电站应如何确定单机容量为30万千瓦的发电机组的数量?薇薅螀二、问题的分析与假设袆因为每台发电机在开始工作之后,每年必然会有所盈利,且由于在上限的限制上我们只有允许最大装机台数的限制,若如此,必然是在全部应用时是最优的,所以我们在确定这个模型的经济最优解时,我们的目标函数不应是收入与支出的顺差的最大值,而是将目标函数定为满足技术要求前提下,成本付出达到最小值。莅为此,我们做出了以下假设:蚃1、发电机都是在每年的年初投入使用的,且每年的发电机都是满负荷工作的,即负荷因子不变;膀2、不计每年的发电剩余量的价值,即除去本地区的用电需求之外,无跨地区的输电;薇3、十年中所有的发电机都是正常运作,且不会出现拉闸限电现象,每年所发电量满足每年各月的用电需求量;莆4、现阶段的发电量刚好满足生产生活所需的用电量;螁5、把职工的薪金,税收等额外付费每年当作一固定开销支付,故其对发电所得收益无波动影响;虿莇三、符号说明蒇:1,2,3分别表示扩建的旧火电站,新建的水电站,以及新建的火电站;膄:时间,单位:年;聿:火电站和水电站最终所装机的台数;肈:各新增的发电站的工程投资资金,单位:万元;芅:各发电站的年运行成本,单位:万元;节:各发电站的年运行总成本,单位:万元;螂:该地区的用电量的年平均增长率;螈:各发电站的贷款年利息率;芆:火电站或水电站的负荷因子;蚅:水电站或火电站的回收期限,单位:年;膁:各发电站的每年等额支付现金,单位:万元;薈:现阶段需求电量,也即现阶段发电能力,单位:万度;肃:发电站新增发电量所需支出,单位:万元;螃:经资本回收折算后投资的每年应支出量,单位:万元;薁:各新增的发电站的单机容量,单位:万千瓦;艿:各新增的发电站的装机台数;膅:各新增的发电站的资本回收因子,单位:百万元/亿度;袁:某年用电需求