电力系统中的优化问题简PPT资料.ppt
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128.6GW(20.67%)火电:
484.1GW(77.82%)n截至2007年底,全国发电装机容量达到71329万千瓦,同比增长14.36。
n水电装机14526万千瓦,占20.36n火电装机55442万千瓦,占77.73n核电装机885万千瓦,同比增长29.2n并网生产风电容量403万千瓦,同比增长94.4。
n2007年全社会用电量32458亿千瓦时装机容量增长19491.85GW1987100GW1995200GW2000300GW2004400GW2005500GW2006600GW2007700GW我国输电系统的发展n1949年以前,东北丰满、水丰等水电站的154220kV输电线组成了当时中国最大的电网。
n此后220kV输电工程逐步在各地形成省级和跨省级电网。
n1972年建成的330kV刘天关输变电工程。
n1981年建成了第一个500kV输变电工程平武工程(595kV)。
n随后,华中、东北、华北、华东4个跨省500kV电网和西北330kV跨省电网逐步形成。
n1989年500kV葛洲坝上海直流输电工程的建成,首次实现两大区的联网。
n2005年7月,随着西北华中背靠背直流工程的投运,我国大区电网间实现了互联。
n2005年9月,我国第一个750kV输变电工程正式投入运行,标志着我国电网技术又迈上一个新的台阶。
n今后1020年我国大区电网间互联将进一步加强,并逐步形成以特高压交流(1000kV)和特高压直流(800kV)为骨干网架的国家电网。
水能资源分布n水资源总量约28000亿m3,居世界第六位n水能资源总理论蕴藏量为5.92万亿kWh/a,居世界第一位n经济可开发资源为:
装机容量2.9亿kW,多年平均年发电量1.26万亿kWhn特点有:
资源量大;
分布很不均匀,70%以上的水能资源集中在西南地区中国的水利资源分布中国的水利资源分布闽、浙闽、浙赣赣14161416湘西湘西791791南盘江南盘江红水河红水河13121312乌乌江江867867黄黄河河北干流北干流609609大渡河大渡河18051805雅砻江雅砻江19401940金沙江金沙江47894789长江上游长江上游28312831澜沧江澜沧江21372137黄黄河河黑?
龙?
江鸭绿江辽河第二?
松花江河河黄黄河淮洪泽湖江长富春江闽江鄱阳湖赣江汉水清江洞庭湖资水沅水澧水乌江长长江江岷江大渡河雅砻江金沙江黄黄河河大通河青海湖洛河渭河南?
江盘红水河北江东江澜沧江怒江雅鲁藏布江通天河塔里木河车尔臣河孔雀河葛洲坝271。
5隔河岩120三峡1768天生桥120天生桥132岩滩120漫湾125二滩330龙羊峡128李家峡200刘家峡116白山150滦河水电基地水电基地水电基地水电基地HydropowerbasesHydropowerbases东北东北11311131黄河上游黄河上游14151415全国可开发水利资源的全国可开发水利资源的82.9%82.9%分布在四川、云分布在四川、云南、湖北、青海、贵州南、湖北、青海、贵州和广西等省和广西等省(区区)煤炭资源分布n煤炭总资源量为2.6万亿吨,煤炭资源居世界第三位n特点:
煤炭资源分布面广,但分布很不均匀n新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%,东北三省占1.6%,华东七省占2.8%,江南九省占1.6%XinjiangXinjiangTibetTibetNortheastNortheastNorthNorthNorthwestNorthwestchuanyuchuanyuCentralCentralEastEastSouthSouth全国煤炭储量的全国煤炭储量的80%分布在分布在华北和西北地区华北和西北地区负荷中心却在东部及沿负荷中心却在东部及沿海经济发达地区海经济发达地区北部通道北部通道送电容量送电容量:
2005年年,7GW2010年,年,18GW2020年,年,40GW中部通道中部通道送电容量送电容量:
2005年年,7GW2010年,年,21.8GW2020年,年,40-45GW南部通道南部通道送电容量送电容量:
2005年年,10.88GW2010年,年,15GW2020年,年,25GW石油资源分布n陆上和沿海大陆架沉积盆地总面积约550万km2,石油总资源量预测为940亿吨n1996年底中国石油探明储量约32.87亿吨,居世界第九位n石油资源主要分布于东北、华北、西北地区,其中松辽盆地、渤海湾盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地占石油资源量的52.6%天然气资源分布n我国天然气地质资源量估计超过38万亿立方米,预计可采储量7-10万亿立方米n陆上资源主要集中在四川盆地、陕甘宁地区、塔里木盆地和青海,中部地区和西部地区的天然气资源量超过全国总量的一半n海上资源集中在南海和东海世界与中国一次能源比例关系煤炭石油天然气水电和核电世界平均水平27%40%23%10%世界可采年限2304868中国78.31%17.64%2.1%1.95%中国可采年限902295风能资源分布n我国10m高度层的风能资源总储量为32.26亿kW,其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿kWn如果年利用小时按20002500h计,风电的年发量可达50606325亿kWhn风能资源的分布主要集中在东南沿海及其岛屿以及内蒙、甘肃、新疆一带区域n风力发电有三种运行方式:
n独立运行方式:
一台小型风力发电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电n风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合,向一个单位或一个村庄或一个海岛供电n风力发电并入常规电网运行,向大电网提供电力,常常是一处风电场安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向。
世界风能n全球的风能约为2.74109MW,其中可利用的风能为2107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
n到2007年底,全球风力发电的累计装机容量已达9410万千瓦,比上年的7410万千瓦增加27。
n风能在国际能源领域所扮演的角色已从“补充能源”向“战略替代能源”方向发展。
各国风电装机容量n排在前列的国家依次是:
n德国(20621兆瓦)n西班牙(11615兆瓦)n美国(11603兆瓦)n印度(6270兆瓦)n丹麦(3136兆瓦)。
序号序号风电场名称名称装机台数装机台数装机容量装机容量(kW)1新疆达坂城新疆达坂城风电二厂二厂1971128002宁夏宁夏贺兰风电场1321122003内蒙古内蒙古辉腾锡勒勒风电场94685004广广东南澳南澳风电场128563905河北承德河北承德风电场88537006甘甘肃玉玉门风电场74522007广广东惠来石碑山惠来石碑山风电场87522008内蒙古克旗达里内蒙古克旗达里风电场7313609内蒙古克旗内蒙古克旗赛罕罕坝风电场735136010吉林洮北青山吉林洮北青山风电场584930011山山东长岛风电场594475012新疆达坂城新疆达坂城风电一厂一厂693570013河北尚河北尚义满井井风电场233450014辽宁仙人宁仙人岛风电场483266015福建六福建六鳌风电场363060016吉林通吉林通榆风电场493006017新疆达板城三新疆达板城三场203000018黑黑龙江富江富锦风电场272430019辽宁宁东岗风电场3822450我国主要风电场20辽宁海洋宁海洋红风电场282100021浙江括浙江括苍山山风电场331980022广广东汕尾汕尾红海湾海湾风电场251650023上海南上海南汇风电场111650024山山东即墨即墨凤山山风电场151640025吉林洮南吉林洮南风电场191615026黑黑龙江伊春大青山江伊春大青山风电场191615027福建南日福建南日岛风电场191615028浙江浙江苍南南风电场261435029广广东惠来海湾石惠来海湾石风电场221320030山山东栖霞栖霞风电场191220031黑黑龙江木江木兰风电场201200032辽宁康平宁康平风电场121020033辽宁彰武宁彰武风电场121020034河北河北张北北风电场24985035辽宁法宁法库风电场12960036吉林吉林长岭岭风电场11935037河北河北张北北满井井风电场6900038海南海南东方方风电场19875539辽宁横山宁横山风电场24740040内蒙古朱日和内蒙古朱日和风电场32690041福建平潭福建平潭风电场10600042福建福建东山山风电场10600043山山东荣成荣成风电场4600044黑黑龙江穆棱十文字江穆棱十文字风电场4490045内蒙古内蒙古锡林林风电场13478046上海崇明上海崇明风电场3450047吉林富裕吉林富裕风电场6450048辽宁宁锦州州风电场5375049内蒙古商都内蒙古商都风电场12360050辽宁小宁小长山山风电场6360051辽宁大宁大长山山风电场6360052上海奉上海奉贤风电场4340053辽宁獐子宁獐子岛风电场12300054广广东深圳大梅沙深圳大梅沙风电场8200055新疆阿拉山口新疆阿拉山口风电场2120056河北丰宁河北丰宁风电场2120057新疆布新疆布尔尔津津风电场7105058香港南丫香港南丫岛风电场180059宁夏宁夏红碴子子风电场175主要内容主要内容n电力系统优化问题通用模型电力系统优化问题通用模型n无功优化无功优化n输电网规划输电网规划n机组组合机组组合n配电网重构配电网重构11电力系统优化问题通用模型电力系统优化问题通用模型通用的数学模型可以表示如下:
Obj.mins.t.=00(1-1)其中,为目标函数,u为控制变量,x为状态变量,和分别为等式约束和不等式约束类。
优化算法n数学优化算法线性规划、整数规划、混合整数规划、模糊规划、灰色理论、等等n启发式算法n进化算法遗传算法、模拟退火、蚁群算法、TS搜索算法、专家系统1.1遗传算法原理
(1)n遗传算法(geneticalgorithms)是在70年代初期由美国密执根大学的holland教授发展起来的。
1975年,holland发表了第一本比较系统的遗传算法的专著adaptationinnaturalandartificialsystems。
n近年来,随着遗传算法基本原理、方法及其应用技巧的深入研究,遗传算法在电力系统的经济运行、电网规划、网络分割、故障诊断、潮流计算、电力系统控制等方面已经大量成功应用,并且应用范围越来越广泛。
遗传算法原理
(2)n遗传算法主要借用生物进化中自然选择、适者生存的规律,是建立在自然选择和群体遗传学基础上的搜索方法。
nHolland的基因模式理论使用二进制串模拟的人工染色体来表示某一优化问题的可行解,用随机方法产生一个可行解的集合,按照自然选择的原理,即群体中人工染色体的适应度越高则它将获得繁殖后代的机会越大,运用定义的各种算子如交叉、变异等模拟进化,使整个群体不断优化并最终找到问题的全局最优解。
遗传算法的关键因素遗传算法的关键因素:
n编码编码n适应度函数适应度函数n遗传算子遗传算子生殖生殖交叉交叉变异变异遗传算法原理(3)
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- 电力系统 中的 优化 问题