考虑能效电厂的发电综合资源规划模型及应用

摘要

随着中国经济快速发展，能源短缺、环境污染等问题愈发突出，在进行电源规划时，一方面应注重常规可再生能源的发展，另一方面也应注重需求侧资源的开发。同时，还应该考虑到经济和电力发展到一定阶段后，电力需求不可能一直快速增长，而是增长将较为缓慢，呈现出饱和状态。考虑这些问题，本文建立了基于饱和负荷预测的发电综合资源规划模型。针对该模型的研究及应用等问题，本文借助最优化理论、需求侧响应理论、负荷预测理论、数学建模技术等多种理论和方法，开展适应于饱和负荷阶段的清洁能源、常规化石能源与能效电厂的发电综合资源规划模型及实例研究。　　首先，本文总结了我国发电资源现状，概述了饱和负荷预测方法和环境成本分析、综合资源规划的研究现状等相关背景，分析了考虑能效电厂的发电综合资源规划的研究意义。然后，对规划中的常规发电资源进行了发电成本和环境成本核算，对能效电厂进行理论概述，研究了效益评估指标。　　其次，在对电力饱和负荷特点与分析技术的研究基础上，本文构建了基于Logistic法，改进型灰色Verhulst法、多维度法三个单一预测模型的等权递归组合预测模型。利用SPSS和GTM3.0软件，先进行算例地区三个单一模型的预测，进行基于等权递归的组合负荷预测，然后分析其饱和时间和饱和规模。　　再次，本文以考虑能效电厂的发电综合资源规划为主线，以寻求具有实际可操作性的求解方法为核心，综合前面关于环境成本的研究和饱和负荷预测结果，建立考虑能效电厂的综合资源规划模型。模型同时考虑了供应侧与需求侧的各种资源，计及了实施需求侧管理后的能效电厂效应，考虑了节能减排、系统可靠性等约束条件，基于加惯性权重的粒子群算法，运用Matlab软件编程求解实现规化功能。同时，通过算例S地区的电力需求饱和负荷预测数据和机组相关参数，进行不同发电资源，不同模型和不同阶段的规划分析对比，验证该模型的可行性和有效性。然后，根据算例地区实际情况，为其提出发展需求侧管理，形成中长期综合资源合理配置的意见和建议。　　最后，本文应用labVIEW软件和ACCESS数据库，通过G语言搭建考虑能效电厂的发电综合资源规划平台。经过验证，该平台应用可视化界面的方式完成预测和规划数据的输入、输出并形成报表，实现相关计算的智能化和可操作性。　　论文的研究成果为饱和负荷阶段的综合资源规划应用平台建设提供了理论支持，并具有一定的应用前景。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 本文的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电力饱和负荷预测方法的研究

1．2．2 环境成本的研究现状

1．2．3 综合资源规划的研究现状

1．3 本文的研究内容及思路

2 参与规划的发电资源分析

2．1 综合资源规划理论

2．1．1 综合资源规划

2．1．2 基于饱和负荷预测的综合资源规划

2．2 常规电厂的内部成本分析

2．3 常规电厂的环境成本分析

2．3．1 环境成本基本概念

2．3．2 常规电厂的主要污染物

2．3．3 环境成本核算

2．4 综合资源规划中的能效电厂

2．4．1 能效电厂的容量

2．4．2 能效电厂的分类

2．4．3 能效电厂的优势

2．4．4 能效电厂的效益评估

2．5 本章小结

3 综合资源规划中的饱和负荷预测及实证研究

3．1 电力饱和负荷特点与分析技术

3．2 S地区社会经济和电力需求发展分析

3．2．1 社会经济发展概况

3．2．2 用电结构和负荷特性分析

3．3 基于逻辑斯蒂曲线的S地区电力需求预测

3．3．1 Logistics曲线模型

3．3．2 S地区算例分析

3．4 基于改进型灰色Verhulst模型的S地区电力需求预测

3．4．1 等维灰数递补灰色Verhulst模型

3．4．2 S地区算例分析

3．5 基于多维度模型的S地区电力需求预测

3．5．1 多维度预测模型

3．5．2 S地区算例分析

3．6 等权递归的组合负荷预测研究

3．6．1 等权递归组合预测模型

3．6．2 S地区算例分析

3．7 S地区饱和负荷判定

3．8 本章小结

4 考虑能效电厂的发电综合资源规划模型

4．1 考虑能效电厂的发电综合资源规划模型构建

4．1．1 模型构建

4．1．2 目标函数

4．1．3 约束条件

4．2 数学处理

4．2．1 目标函数的数学处理

4．2．2 约束条件的数学处理

4．3 基于加惯性权重的粒子群算法求解

4．3．1 加惯性权重的粒子群优化算法

4．3．2 综合资源规划模型的求解

4．4 本章小结

5 算例分析与比较

5．1 S地区电力资源现状

5．2 参数确定

5．2．1 发电资源确定

5．2．2 其他参数确定

5．3 情景设置

5．4 不同场景的S地区发电资源规划算例分析

5．4．1 不考虑环境成本的供应侧发电资源规划(Scenario 1)

5．4．2 考虑环境成本的供应侧发电资源规划(Scenario 2)

5．4．3 考虑能效电厂的综合资源规划(Scenario 3)

5．4．4 考虑能效电厂的饱和期综合资源规划(Scenario 4)

5．5 不同场景规划结果比较

5．5．1 不同模型的规划结果比较(Scenario 1、2)

5．5．2 不同资源的规划结果比较(Scenario 2、3)

5．5．3 不同阶段的规划结果比较(Scenario 3、4)

5．6 S地区需求侧管理和能效电厂发展建议

5．7 本章小结

6 发电综合资源规划平台搭建

6．1 平台设计要求

6．2 LabVIEW软件简介

6．3 发电综合资源规划平台搭建

6．3．1 系统总体框图

6．3．2 平台登录界面

6．3．3 电力负荷特性及分析技术界面

6．3．4 社会经济和用电结构分析界面

6．3．5 饱和负荷预测界面

6．3．6 发电综合资源规划界面

6．3．7 报表生成和打印页面

6．4 本章小结

7 结论与展望

7．1 研究成果与结论

7．2 后续工作与展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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