水力发电厂运行于电力系统日最优条件泛函分析

A functional analysis for condition of the daily optimality when The Waterpower Plant operate in electric power system Zhu-weijie ( Changsha university of science and technology Changsha 410077) Abstract：Under the situation of country policy about “Energy-saving electric power scheduling“ , this article had pointed out the complicated electrical power system may simplify shunt-wound run that an equivalent hydro-electric power plant and an equivalent thermal power plant，thus use the micro-change principle to infer the general principle of equal differential rate that optimized movement between water and thermal power plant，affirm water have electric power benefit，also by Lagrange multiplier law take the functional condition minimum problem simplify，obtained the sufficient condition of the most superior movement，and has obtained several enlightenment that must develop the fourfold slanted flow turn blade type hydraulic turbine;searching the transform of thermal power to nuclear power and should further pursue the generating plant power for remarkable and so on . Key Words：Energy-saving electric power scheduling The principle of equal Differential rate The electricpower efficiency of water [摘 要]在国家“电力节能调度”政策的形势下，本文指出了复杂的电力系统可简化为一个等效水力发电厂和一个等效火力发电厂的并列运行，从而利用微变原理推导了通用的水火电厂间最优化运行的等微增率准则，肯定了水的电力效益，又以拉格朗日乘数法将泛函条件极值问题简化，得出最优运行的充分条件，并从中得出了需研制四重斜流转桨式水轮机、探索火电向核电转化以及应进一步追求电厂动力卓越等几点启示。 [关键词]电力节能调度 等微增率原则 水的电力效益 1． 问题的产生 2006年10月以来电监会、发改委、中电联等部委联合推出“电力节能调度”概念：要优先安排可再生、节能、高效、低污染的机组发电，限制高耗能、污染大、违反国家政策和有关规定的机组发电。2007年3月电监会出台八项措施[1]，水力发电优先得到了政策保证。水力发电厂在电力系统中最优运行方式的准则是衡量水电厂运行方式是否最优的根本标准，是制定最优运方式的基本目标。电力系统费用最小准则是水力发电厂在电力系统中日最优运行的内涵，即在满足各种限制条件下，使电力系统费用最小，表示为： ② 水力发电厂的水量平衡条件。水力发电厂一天中所耗水量应恰好等于给定日耗水量，对日调节水力发电厂（例如葛洲坝），日耗水量由天然来水决定；而对具有较大水库的水力发电厂（例如丹江口、东江），日耗水量由水电厂长期运行方式给出。2007年3月电监委出台的发电优先顺序是：可再生能源（包括水电、风电、生物质能发电以及垃圾发电）→核电→天然气发电（包括煤层气发电、煤气化发电、热电联产发电等）→燃煤发电→燃油发电，水电排在最前，应尽量不弃水。 此条件用下式表示： ③防洪、航运、灌溉等综合用水部门的要求。如最大、最小下泄流量；流量变化速度；上游水位最大、最小值等。 满足以上限制条件的运行方式是容许的，理论上有无限个方案，而有一个使电力系统在一天内燃煤费用最小，这就是要求的最优运行方式。下面探索的是最优化条件，以服务“电力节能调度”， “建设节约型社会”。 ２．水火发电厂之间日负荷最优分配的必要条件 如戴维南定律简化有源二端网络一样，我们把电力系统简化为一个等效水力发电厂和一个等效火力发电厂的并列运行。 3．水火发电厂之间日负荷最优分配的充分条件 前述等微增率原则是日负荷最优分配的必要条件，满足该条件一般可保证系统日费用得到极值，但不一定是极小值，只有实现极小值才是最优负荷分配方案。 一个等效水力发电厂和一个等效火力发电厂并列运行的电力系统一日内总燃煤费用目标为： 4．几点启示 参考文献 [1]王野平．电监会将加强小火电关停落实降耗目标．电力设备网E周刊2007年第11期总第101期[行业动态]．http://news.cepee.com/text.php?NewsId=37724，2007-04-09 [2]虞锦江 梁年生主编．水电站经济运行[M]（15143．5380）．北京：水利电力出版社，1984 [3]龚怀云 胡清徽 杨泽高 张可村．研究生高等数学入学考试指南[M]（73430．027）．西安：西安交通大学出版社，1985：194—195 [4]朱文杰．我国水轮机几个问题的探讨．中国水利水电市场[J]（ISSN 1684-4696）．北京：水利水电出版社，2005-06：62—64 [5]朱文杰．建议进行核岛置换锅炉之炉变煤电厂为核电厂纲要草案研究．构建社会主义和谐社会的理论与实践[M]．北京：中共党史出版社，2006 作者简介：朱文杰(1965—），男，汉族，长沙人。1985年华中理工大学电力工程系毕业，高级职称，长沙理工大学老师、中国水力发电学会会员，2002年始任中国管理科学研究院终身研究员，URL：http://cslgdx.bokee.com ；E-mail：zwj@csust.edu.cn 。 Author introduction：Zhu-wenjie(1965-), changshaman. graduated from Huazhong university of science and technology electric engineering college in 1985, the advanced title of a technical post， Professor of Changsha university of science and technology, Advanced member of China Society for Hydropower Engineering, URL：http://cslgdx.bokee.com ,E-mail：zwj@csust.edu.cn .