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电力系统的随机生产模型

电力系统生产模拟的主要功能是模拟电力系统的发电

调度，预测各发电机组的发电量及燃料消耗量，并展发电

成本分析。因此生产模拟程序也叫发电成本程序。随机生产

模拟则是考虑了有关随机因素，如未来电力负荷的随机波动,

发电机组的随机停运情况等。这样不仅使生产成本估算更加

合理准确，而且还可以计算出发电系统运行的可靠性指标。

一、随机生产模拟的概念

随机生产模拟的基本功能大致可以归纳为以下几个方

面：

(1)提供各发电厂在模拟期间的发电量、燃料消耗量及

燃料费用；

(2)给出电力系统中各水电厂及抽水蓄能电厂在负荷

曲线上的最正确工作位置及水能利用情况；

(3)展电力系统电能成本分析；

(4)计算发电系统的可靠性指标。

随机生产模拟既可用于电力系统电源规划，又可用于制

定现有电力系统年度或月的运行计划。

为了制定一个合理的电力生产计划或选择一个合理的

电源规划方案，往往需要上百次的生产模拟计算。因此，如

何提高随机生产模拟的精度且同时提高其计算效率是其进

一步发展和研究的关键。

介绍随机生产模拟，首先了解一下等效持续负荷曲线

(ELDC)的含义。等效持续负荷曲线是随机生产模拟技术

中的重要概念，之是把发电机组的随机停运和随机负荷模型

结合在一起，成为随机生产模拟的核心。实际上，所谓等效

持续负荷曲线，就是把机组故障造成的停运容量视为系统的

等效负荷增大，以便更准确地计算发电量及发电费用。

图7T表示一条持续负荷曲线，其横坐标表示系统的负

荷，纵坐标表示持续时间，设为研究周期，根据具体情汇可

以是年、月、周等。

曲线上任何一点(x,t)表示系统负荷大于或等于X的持

续时间为3即

用周期T除上式两端，可得

(1)

式中P可以看作是系统负荷大于或等于X的概率。注意

此曲线与负荷模型中的曲线横纵坐标表示关系相反，但性质

一样，只是为了分析方便。

由积分关系，可得到系统负荷总量为

(2)

将上式两边除以，则得到系统负荷的平均值

(3)

等效持续负荷曲线是把发电机组的随机故障影响当成

等效负荷对原始持续负荷曲线不断修正的结果。当发电机组

故障时，系统的等效负荷就要增大。关这一概念的解赛可

参看图2o

为了方便，在图2的纵坐标上我们用概率P代替了图1

中的to图中是原始持续负荷曲线，它是系统中所有发电机

组应担负的负荷。设第一台发电机组首先带负荷，其容量为

C1,强迫停运率为qlo

当这台发电机组处运行状态时，它和其它发电机组应

担负的负荷用表示。当发电机组1故障停运时，所表示

的负荷应由除去发电机组1以外的其它发电机组担负。这样

就相当发电机组1和其它机组共同担负了向右平移了C1

的负荷，如图中所示。

由发电机组1的强迫停运率为ql,正常运行的概率

为pl=1-ql,所以考虑机组1的随机停运影响以后，系

统的持续负荷曲线应由下式表示

(4)

式(7-4)是发电机组1的随机停运与持续负荷曲线的

卷积公式，其结果就是考虑该机组随机停运因素以后系统的

等效持续负荷曲线。

应该注意，等效持续负荷曲线的最大负荷比大了

C1,而总负荷电量增加了，如图中阴影部分所示。可以证

明，这里的正好等发电机组1由故障而少发的电量值。

一般来说，第i台发电机组的卷积公式为

(5)

4）燃料价格；

5）发电机组的强迫停运率；

6）发电机组的最小技术出力；

7）发电机组所需的检修时间。

水电机组在电力系统中的运用与火电机组有很大不同。

首先，水电机组的发电量是由水文条件及水库调度来决定的。

因