电站建设优化方案.doc

电站建设优化方案模型建立 摘要 当今社会电荒已经成为我们所要面对的重要问题之一，在工业、经济高速发展的今天，用电量将会持续增加，因此合理的建设各种电站对于社会的发展具有极其重要的意义。 本题的目的在于解决，该地区应怎样在满足技术要求和考虑经济效益的前提下，制定一个科学合理的电力十年发展规划方案。这是一个线性规划的优化问题，本文通过对问题进行分析，充分考虑人力资源、自然环境、物质材料、社会用电等方面的因素，建立了一系列模型。 模型如下： 目标函数 使得关系式： 成立； 对于此模型我们通过运用软件得到最优方案： 方案 电机台数 扩建旧火电站 4 新建水电站 1 新建火电站 4 关键字： 线性规划 最优解 线性拟合 一、问题重述 某地区在制定电力十年发展规划时，根据经济发展和人们生活对电力的需求，预测在十年后发电装机容量需要增加180万千瓦，年发电量需要增加100亿度。 根据调查和分析知，电力规划的备选方案有三个：一、扩建旧火电站；二、新建水电站；三、新建火电站。通过调研和计算获得有关数据如下表所示： 工程投资 单机容量（万千瓦） 允许装机台数 资本回 收因子 年运行成本 （百万元/亿度） 负荷 因子 备选方案 前期工程投资 （百万元） 单机设备投资 （百万元） 扩建旧火电站 0 21 10 5 0.103 4.11 0.66 新建水电站 504 70 25 4 0.0578 2.28 0.4 新建火电站 240 65 30 4 0.103 3.65 0.7 表一 表中负荷因子为全年满功率运行的天数与全年总天数之比； 根据该地实际调查原有火电站平均全年满功率运行天数为241天，水电站和新建的火电站应分别为146天和255天，而全年365天，故折算得表中数据。表中资本回收因子是由如（资本回收因子是根据如下数据确定的：火电站的资本回收年限为15年、银行年利息率为0.06，水电站的资本回收年限为30年、银行年利率为0.04。 请在满足上述技术要求和考虑经济效益的前提下，为该地区制定一个电力十年发展规划。 二、模型的假设 因为每台发电机在开始工作之后，每年必然会有所盈利，且由于在上限的限制上我们只有允许最大装机台数的限制，若如此，必然是在全部应用时是最优的，所以我们在确定这个模型的经济最优解时，我们的目标函数不应是收入与支出的顺差的最大值，而是将目标函数定为满足技术要求前提下，成本付出达到最小值。 为此，我们做出以下假设： （1） 假设题目所给数据符合事实； （2） 在这段时间里，保证所有机器均正常运行； （3） 假设第一年建设场，从第二年开始运营； （4） 所需资金全部来源于贷款； （5） 假设运营期间，不会受到自然等因素的影响； （6） 在此期间，电价的改变忽略不计； 三、模型符号说明 1，2，3分别表示扩建的旧火电站，新建的水电站，以及新建的火电站； ，， 分别为扩建旧火电站装机台数，新建水电站装机台数，新建火电站装机台数 ，， 分别为发电站投入使用之后，各发电站的年运行总成本，运行成本，固定成本 一年的小时数（小时） 每年还款钱数 代表现阶段用电需求量 代表使用年限 各种电站建设每台机组发电量 该地区的用电量的年平均增长率； 现阶段需求电量，也即现阶段发电能力，单位：万度； 四、模型建立与求解 根据经济发展和人们生活对电力的需求，结合题目所提供的信息， 由此我们可以建立以下模型： （其中，一年的小时数：（小时）） 各电站电站容量及发电量之间的关系 扩建原有火电站，但最多只能安装5台10万千瓦机组； 单机投资回收因子 (百万元） 新建水电站，但最多只能安装4台25万千瓦机组； 单机投资回收因子 (百万元） 前期土建投资的年资本回收成本 (百万元） 新建火电站，但最多只能安装4台30万千瓦机组； 单机投资回收因子 (百万元） 前期土建投资的年资本回收成本 (百万元） 各电站容量与发电量之间的关系式即每台机组发电量等于单机容量乘全年小时数，再乘以负荷因子，换算亿度量纲： 扩建火电站： 新建水电站： 新建火电站： 2、发电站投入使用之后，各发电站的年运行总成本 运行成本也就是与发电量有关的成本，如：原材料，燃料，动力和活劳动消耗等。即参数表中年运行成本。 固定成本也就是与装机容量及前期土建投资有关的成本。 （1）运行成本