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如何恰当选取约束条件？

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：选取系统的供电可靠性为约束条件。即约束条件为:g=LPSP,取约束函数的宽容系数ε1=LPSPreq；g=ΔE,取约束函数的宽容系数ε2=ΔEreq；g=n,取约束函数的宽容系数ε3=nreq。

选取系统的供电可靠性为约束条件。

建立复合发电系统的可靠性模型,利用负荷失电率(Loss of Power Supply Probability,LPSP)、电量累计亏欠量和保证连续阴雨和无风天气的天数来评价系统的供电可靠性,具体方法如下:

1.负荷失电率

时段T内的负荷失电率可定义为该时段内不足电能(LPS)与负荷所需电能Pload总和之比,用公式表示为

式中 LPS(t)——t时刻不足电能,kW·h；

Pload(t)——t时刻负荷总量,kW；

T——运行时间,h；

Δt——计算步长,h。

LPSP值在0到1之间,数值越小,可靠性越高。LPSP=0表示任何时候都能满足负载用电需要；LPSP=1表示任何时候都不能满足负载用电需要。实际上,即使是公共电网对大城市供电也只能达到LPSP=10-2数量级,要求价格相对昂贵的多能互补发电系统达到百分之百的可靠性,显然是不合理的。事实上,通常独立供电系统运行时发生的故障,大多并不是由于系统部件的容量不足,而是由于部件失效、线路接触不良、操作失误等原因造成的,所以对多能互补发电系统的可靠性要求应当合理。

2.累计亏欠量

月亏欠量可表示为:

式中 LPS(t)——t时刻不足电能,kW·h；

Pload(t)——t时刻负荷总量,kW；

T——运行时间,h；

Δt——计算步长,h。

LPSP值在0到1之间,数值越小,可靠性越高。LPSP=0表示任何时候都能满足负载用电需要；LPSP=1表示任何时候都不能满足负载用电需要。实际上,即使是公共电网对大城市供电也只能达到LPSP=10-2数量级,要求价格相对昂贵的多能互补发电系统达到百分之百的可靠性,显然是不合理的。事实上,通常独立供电系统运行时发生的故障,大多并不是由于系统部件的容量不足,而是由于部件失效、线路接触不良、操作失误等原因造成的,所以对多能互补发电系统的可靠性要求应当合理。

2.累计亏欠量

月亏欠量可表示为:

式中 Ewin——当月风力发电机组的发电量,kW·h；

Epv——当月光伏阵列的发电量,kW·h；

Eload——当月负载的耗电量,kW·h。

若ΔE为正,表示该月系统发电量大于负载耗电量,为当月盈余量,可用于抽水蓄能机组抽水；若ΔE为负,则表示该月系统发电量小于负载耗电量,为当月亏欠量,可利用抽水机组发电供给。

3.保证连续阴雨和无风天气的天数

可根据居民用电对可靠性的要求,取保证连续阴雨和无风的天数,一般为n=3～5d(具体数值根据当地的气象资料确定)。

即约束条件为:

g(x1)=LPSP,取约束函数的宽容系数ε1=LPSPreq；

g(x2)=ΔE,取约束函数的宽容系数ε2=ΔEreq；

g(x3)=n,取约束函数的宽容系数ε3=nreq。

式中 Ewin——当月风力发电机组的发电量,kW·h；

Epv——当月光伏阵列的发电量,kW·h；

Eload——当月负载的耗电量,kW·h。

若ΔE为正,表示该月系统发电量大于负载耗电量,为当月盈余量,可用于抽水蓄能机组抽水；若ΔE为负,则表示该月系统发电量小于负载耗电量,为当月亏欠量,可利用抽水机组发电供给。

3.保证连续阴雨和无风天气的天数

可根据居民用电对可靠性的要求,取保证连续阴雨和无风的天数,一般为n=3～5d(具体数值根据当地的气象资料确定)。

即约束条件为:

g(x1)=LPSP,取约束函数的宽容系数ε1=LPSPreq；

g(x2)=ΔE,取约束函数的宽容系数ε2=ΔEreq；

g(x3)=n,取约束函数的宽容系数ε3=nreq。