电力经济与管理概论.ppt

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1、基于大系统优化理论的电能成本分析背景意义电力市场电价理论电能成本分析-电能短期成本分析短期电价预测，是制定实时电价的基础优化运行，减小运行成本，安排运行方式-电能长期成本分析长期电价预测，引导长期供需平衡，进行电价宏观控制电价形成机制章节安排第一章绪论第二章电能成本分析的数学优化理论基础第三章电能短期成本分析第四章机组组合问题的系统进化算法第五章电能长期成本分析第六章电源规划问题的新算法第七章结论主要工作介绍了微观经济学的生产成本理论和相关数学优化理论，着重研究了拉格朗日松弛法。建立了电能短期成本分析的数学模型，

2、用拉格朗日松弛法进行电能短期成本分析。首次提出了系统进化算法的新概念，并成功地应用于机组组合问题。阐述了电能长期成本分析的基本思想，对两部制电价和一部制电价进行了详细地分析论证。提出了电源规划程序JASP的改进算法。机组组合问题的优化方法评述启发式方法-局部寻优法-优先顺序法数学优化方法-动态规划法-混合整数规划法-拉格朗日松弛法人工智能方法-遗传算法拉格朗日松弛法及其经济意义一个经济系统成本最小化问题的数学模型拉格朗日松弛法及其经济意义拉格朗日问题拉格朗日松弛法及其经济意义第i个厂商的子问题为(i=1,…,n)

3、拉格朗日松弛法及其经济意义对偶问题(P-D)若给出任一处的最优解，则向量为处的次梯度。拉格朗日松弛法及其经济意义次梯度法给定初始值，按照下面的关系式计算序列，这里为正的标量步长。电能短期成本分析电能短期成本分析的数学模型目标函数系统约束-负荷约束-旋转备用约束电能短期成本分析机组约束-发电机组输出功率上下限约束-最小运行时间和最小停运时间约束-机组加减负荷速度约束-机组开机第1小时或停机前1小时的功率约束-机组旋转备用约束电能短期成本分析电能短期成本分析的拉格朗日松弛法松弛系统约束（负荷约束和旋转备用约束），形成

4、拉格朗日函数电能短期成本分析设底层问题用于解决单台机组的优化问题要满足所有机组约束。电能短期成本分析上层问题为优化拉格朗日乘子，即解对偶问题约束条件电能短期成本分析采用次梯度法求解对偶问题。对任意给定的和，次梯度分别为次梯度法即给定和以及正的步长序列电能短期成本分析通过迭代计算序列对于j=0,1,2,...直到找到和的最优值。迭代步长电能短期成本分析系统某典型日负荷曲线电能短期成本分析边际发电运行成本随时间变化趋势机组组合问题的系统进化算法系统进化算法=分解协调法+进化优化算法(CooperativeCoevol

5、ution)将大系统分解成一系列的子系统并考虑子系统间的关联和协调，形成多层的优化问题，再在适当的层次结合进化优化算法，形成一种新的算法框架，这种算法兼有分解协调法和进化优化算法的优点，适合于解决大系统的优化问题，可称之为系统进化算法。机组组合问题的系统进化算法系统进化算法框架机组组合问题的系统进化算法解下层子问题的遗传算法采用二进制编码，染色体的1位表示1个时段的开停机状态，1表示开机，0表示停机。需要对交叉和变异操作后的编码进行启发式修正。对火电机组加减负荷速度约束的处理是直接调整与惩罚函数法相结合的方法。机

6、组组合问题的系统进化算法对偶问题的随机优化过程解对偶问题的随机优化方法机组组合问题的系统进化算法最终解的统计分析最终解总耗量分布图机组组合问题的系统进化算法系统机组台数对计算时间的影响计算时间随机组台数的变化机组组合问题的系统进化算法调度期间时段数对计算时间的影响计算时间随调度期间时段数的变化电能长期成本分析按长期边际成本定价电能长期成本分析两部制电价分时定价模型电能长期成本分析一部制电价两部制电价的隐含的基本假设通过LOLP或目标备用裕度确定的固定的容量需求。价格弹性系数为0的静态负荷曲线。现有发电机组的全年一

7、致的可靠性或期望可用度。电能长期成本分析若电力公司规定市场进入者必须按传统的LOLP或备用裕度规划备用容量，将导致以下问题管制的，而非经济的容量目标。人为的供电联营规模，导致扭曲的电能价格。继续靠供给方平衡市场，而不是让负荷随一部制价格变化。不能公平接纳不提供“额定”的发电和备用容量分额的供给方技术。电能长期成本分析一部制电价市场电能长期成本分析两部制电价市场电能长期成本分析两部制市场电能长期边际成本计算一部制市场电能长期边际成本计算电源规划问题的新算法JASP电源规划模型包括电源投资决策和生产优化两部分。电源投

8、资模型决策生产优化模型X,YZ电源规划模型结构电源规划问题的新算法电源投资决策模型目标函数约束条件-电力平衡条件电源规划问题的新算法-电量平衡条件还要满足投资决策变量的非负性约束和各待选电厂的约束条件。JASP原算法采用包括爬山和排序过程的启发式算法进行电源投资决策。JASP新算法采用拉格朗日松弛法进行电源投资决策。电源规划问题的新算法电源投资决策的拉格朗日松弛法拉格朗日