毕业设计发电机组调度建模分析课程设计.doc

运筹学课程设计 论文题目：发电机组调度建模分析 目 录 摘要 - 1 - 关键词 - 1 - 一、问题的重述 - 1 - 二、问题的分析 - 1 - 三、模型假设和符号系统 - 2 - 3.1模型假设 - 2 - 3.2符号系统 - 2 - 四、模型的建立与分析 - 3 - 4.1单个时段经济调度模型的建立 - 3 - 4.1.1 目标函数 - 3 - 4.1.2 约束条件 - 3 - 4.2动态经济调度模型的建立 - 4 - 4.2.1 目标函数 - 4 - 4.2.2 约束条件 - 5 - 4.3 机组组合模型的建立 - 6 - 4.3.1目标函数 - 6 - 4.3.2 约束条件 - 6 - 五、模型的求解 - 7 - 5.1 单个时段经济调度模型的求解 - 7 - 5.2 动态经济调度模型的求解 - 7 - 5.3 机组组合模型的求解 - 8 - 六、模型求解结果的分析 - 9 - 6.1 单个时段经济调度模型求解结果的分析 - 9 - 6.2 动态经济调度模型求解结果的分析 - 10 - 6.3 机组组合模型求解结果的分析 - 12 - 七、模型的改进及评价 - 13 - 7.1 模型的改进 - 13 - 7.2 模型的评价 - 14 - 参考文献： - 14 - 附录 - 14 - 附录1：机组的相关参数 - 15 - 附录2：负荷 - 15 - 附录3：求解程序（MATLAB和CPLEX） - 16 - 附录4：求解结果 - 17 - 摘要：本文对电力系统中的发电部分做了简化与抽象，以三台机组组为例由浅入深地建立了三个数学模型模拟实际情况，利用线性规划的思想求得了实现最小成本的机组配置，使用了CPLEX，EXCEL和MATLAB等软件参与计算。 对于问题一，建立了某一个时刻机组的配置安排模型，其中，机组的成本与出力成线性关系。根据实际的需求和机组本身的参数建立线性约束方程求得最优解，为经济调度问题。 对于问题二，在问题一的基础上，研究24个连续时段的机组的配置安排，为简化问题和符合实际情况，采用阶梯函数进行用电量的拟合，而且结合了机组的爬坡速率这一约束条件，求得了24个连续时段中机组的最优配置，为动态经济调度问题。 对于问题三，在问题二的基础上，增加了机组的启停约束，来更好地模拟实际情况。为简化模型，设机组的启动与停止都为瞬时过程。 最后，我们就模型存在的不足之处提出了改进方案，并对优缺点进行了分析。 关键词：机组组合 优化模型 线性规划 一、问题的重述 现有三台不同参数的机组（如火电机组），设计一数学模型实现最优化经济调度。 问题一：给定某时刻负荷需求，根据每台机组的参数（见附录1），调整各机组的出力方案，使机组的总出力满足负荷需求，每一台机组保证在其出力范围内进行最优化经济调度。 问题二：根据24个连续时段中负荷需求的变化（见附录2)，根据跟定的机组爬坡速率约束，调整机组配置，求得每台机组的出力变化最优动态调度方案。 问题三：在问题二的基础上增加机组的启停约束，即机组的出力可以为零，来进一步减少成本，然后求得每台机组的出力变化最优动态调度方案。 二、问题的分析 机组优化组合和机组启停就是要在满足约束条件的情况下，优化的选择各时段参加运行的机组，求出机组的最佳运行方案，实现发电成本最小（此处不考虑发电过程中的各种能量损失，而成本仅为燃料消耗所需成本）。 然而，机组组合问题是一个多变量、多约束的复杂问题。这个问题我们应用混合整数规划的方法，基于线性规划来解决，并利用计算机编写程序解出答案。 我们将整个问题分为两个任务： 第一个任务，建立机组组合问题的数学模型。 第二个任务是编写程序，求解此数学模型，得到最优机组组合计划。 由于题目中的三个问题所考虑的约束条件复杂程度不同，机组运行情况和负载情况也不相同，我们将三个问题逐一建立数学模型，编程求解。 问题一：单个时段经济调度 在一瞬时下，机组组功率等都为一瞬时值，运用线性规划求出此时的最优机组组合。 问题二：动态经济调度 24个时段内，各个机组组功率等参数随时间不断发生动态变化，运用动态规划的思路解决此问题。 问题三：机组组合 引入变量表示第台机组在时段的运行状态，表示机组正在运行，表示机组处于停机状态。各机组在时段时，运行状态未知。此问题运用混合整数规划求解。 三、模型假设和符号系统 3.1模型假设 1.假设系统不存在电力传输损耗。 2.假设全时段之内的电力负荷和机组出力均为阶梯函数变化形式。 3.假设负荷需求始终不大于三台机组的最大出力之和。 4.在问题一，问题二中，假设三台机组都运行且出力大于或等于其最小出力，问题三中机组的出力可以为零，但不可大于零