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1、第四章 发电机组检修安排,发电机组检修应考虑: 经济上检修费用,停电费用,低效机组代替高效机组增加费用 可靠性系统备用,供电不足概率 发电机组检修计划安排实质上是一个带约束的优化问题,4.1 概述,一、发电机组检修安排的目标函数,目标函数可分为可靠性(确定性和随机性)、经济性 确定性可靠性目标函数以机组停运后的系统净备用最大为目标-等备用法 随机性可靠性目标函数考虑了发电机的强迫停运率的影响-等风险度法 经济费用目标函数可包括检修费用、生产费用 检修费用统计困难 生产费用对方案不敏感,二、约束条件,时间约束允许安排时段、持续时间 检修班组约束检修力量限制 资源约束设备、备件、材料等 求解方法:
2、 数学优化整数规划、混合整数规划等数学优化方法和一些启发式优化方法,4.2 等备用法,以研究周期内系统的备用(备用率)相同为目标 系统备用=装机容量-系统负荷-检修容量 系统备用率=系统备用/系统负荷,等备用法数学模型,目标函数 或 上式表示任一时段备用容量Pi(或备用率 )相等,约束条件,检修活动的连续性 检修开始时刻(周或月) 检修持续时段(周数或月数) 检修期间约束 机组K一年检修次数 机组K两次检修之间最小时间间隔 检修班组约束,4.2.1 等备用容量法,按各时间段备用容量相等原则安排检修. 步骤: 1)作出负荷曲线,求出各段备用容量 2)将发电机排序:容量从大到小、检修周期从长到短
3、3)将待检修发电机安排在备用最大时段,同时考虑检修连续性、人力和设备等限制。,例4.1 设系统装机容量2500MW,有5台发电机需在8周内安排检修,试用等备用容量法优化检修计划。,检修机组数据,负荷数据 时段(周) 最大负荷MW 1 2000 2 1920 3 1800 4 1740 5 1640 6 1500 7 1580 8 1620,机组序号,容量MW,FOR,检修期间(周),1 400 0.04 4 2 300 0.03 1 3 200 0.02 4 4 100 0.02 2 5 100 0.02 1,解:在负荷曲线上依序安排机组检修,时 最大 备用容量 段 负荷 无检修 #1机后 #
4、2机后 #3机后 #4机后 #5机后 1 2000 500 *300 300 2 1920 580 *380 380 3 1800 700 700 *500 500 *400 4 1740 760 760 *460 *260 260 5 1640 860 *460 460 6 1500 1000 *600 600 *500 500 7 1580 920 *520 *420 420 8 1620 880 *480 480,等备用容量法安排检修计划图示,4.2.2 等备用率法,按各时段备用率相等原则安排机组检修 避免了在高峰负荷安排机组检修 步骤与等备用容量法相似。每做一步,要求出备用率,4.3
5、等风险度法,等备用法没考虑发电机的随机停运影响,备用率相同的系统可靠性不一定相同。 等风险度原则可表示为,其中:T为检修周期的时段数; 是任一检修时段的相同风险度,4.3.1 发电机有效载荷容量,在等备用法中,隐含假定:当一台发电机检修时,系统相当于增加等值的负荷,这个假定不能保证可靠性不变。,证明: 设原系统具有备用容量X,系统随机停运容量X的概率为P(X)。 当系统新增额定容量为C、强迫停运率为q的发电机时,假定系统备用仍为X,则系统随机停运容量X的概率为 P(X)=p*P(X)+q*P(X-C) 由于 P(X-C) P(X),所以P(X)P(X)。 即:增加一台发电机,备用容量不变时,系
6、统风险度增加。,发电机有效载荷容量(续),为使系统风险度不变,增加一台机时,应同时增加备用容量Y,使 P(X+Y)=P(X) 新增的备用容量Y可由新增的一台机组承担,因而额定容量为C的机组,只能带较小的负荷Ce Ce=C Y Ce即为发电机的有效载荷容量,例:右图表示某电力系统负荷与风险度(LOLP)关系,当负荷接近4000MW时,LOLP为0.1。,当增加一台600MW, q=0.05的发电机 a)若负荷不变,LOLP下降 b)当负荷上升362MW后, LOLP为0.1 此发电机的有效载荷容量为362MW,而238MW就是为保持LOLP不变,增加机组同时应增加的备用,4.3.2 等效负荷,等
7、备用法安排检修是在各时段的最大负荷上进行,没考虑时段内负荷变化的影响。 若某时段有Tp天,则该时段的系统总风险度为 Xj为第j天的备用容量,Lj第j天最大负荷 想法: 找一个等效负荷Le,累计Tp天的风险度相当于在该时段中总风险度,图例说明,右图为半对数坐标 底边表示日最高负荷, 纵坐标为风险度 设负荷900MW时,风险度为1,1000MW时为e, 则斜边上任一点高度为 时段内总风险度=1.22+1.49+1.82 +2.23+2.72=9.48 每天平均风险度=9.48/5=1.968 平均风险度对应的横坐标为964MW即为等效负荷,4.3.3 有效载荷容量与等效负荷的计算,计算有效载荷容量
8、与等效负荷必须知道p(X)的解析表达式,困难.可用指数曲线来局部拟合P(X) 步骤: 1)将系统发电容量停运表数据画在半对数坐标纸上,横轴为强迫停运容量、纵轴为P(X) 2)在曲线上取两点a,b连一直线拟合P(X) 3)代入a,b两点的值可求得风险特性系数m,求得发电机的有效载荷容量及等效负荷后,用等备用法相同的方法,安排检修,例4.2 设系统风险特性系数m=100MW.机组容量2500MW,有5台发电机需在8周内安排检修,用等风险度安排检修计划。,检修机组数据,负荷数据 时段(周) 最大负荷MW 1 2000 2 1920 3 1800 4 1740 5 1640 6 1500 7 1580
9、 8 1620,解: 1)机组有效载荷容量,2)等效负荷,等效负荷,m=100MW 时段(周) Le(MW) 时段(周) Le(MW) 1 1964 5 1580 2 1902 6 1449 3 1741 7 1530 4 1670 8 1560,说明:Tp=7 Lj 每天最大负荷 Lm7天中最大负荷,将机组有效负荷从大到小排列,然后在等效负荷曲线上安排检修(与等备用法相同),结果如下:,等风险度法简化流程,习题4.1 设系统装机容量2300MW,有5台发电机需在8周内安排检修,试用等备用率法优化检修计划。,检修机组数据,负荷数据 时段(周) 最大负荷MW 1 2000 2 1920 3 1800 4 1740 5 1640 6 1500 7 1580 8 1620,机组序号,容量MW,FOR,检修期间(周),1 400 0.04 4 2 300 0.03 1 3 200 0.02 2 4 100 0.02 3 5 100 0.02 1,
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