电厂功率扩张模型及其求解开题报告

全文总字数：3155字

1. 研究目的与意义（文献综述）

火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生热能，通过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机继而发电的一种发电方式，火力发电是发电方式中历史最久的，也是最重要的一种，火力发电的技术成熟，成本较低。根据国家统计局相关数据显示，2018年中国发电量再次全球第一，达到了近6.8万亿千瓦时，同比增长6.8%。从发电构成来看，2018年中国的火力发电总量达到了49231亿千瓦时，约为全国发电总量的70%以上，仍然占据着绝对的主导地位。在考虑到现有各种火力发电厂的规模，以及即将建设的发电厂的规模的情况下，如何在满足用电需求的基础之上，尽量减少建设费用和运营费用，已经成为一个关系到国计民生的重要问题^[11]。为了解决风电场并网运行存在的电压稳定问题，陈树勇，申洪等人提出了应用遗传算法确定风电场并网点处无功补偿电容器的分组和控制方法。该方法考虑了风速和负荷变化对风电场输出有功功率和无功功率的影响，对风电场节点的处理较准确地反映了其无功和电压特性。对某实际风电场的无功补偿优化。结果表明：应用遗传算法求解电容器的分组和控制规则，可实现全局寻优，减少计算量，且计算量减少，无功补偿的总容量和分组容量计算准确，在求得的无功补偿值下，可使风电场母线电压在允许范围内，保证风电场正常运行，并且电容器动作次数最少^[7]。针对双馈型风电机组的无功调节范围随其有功功率输出变化而存在波动性.极端条件下,又有其不可调节性，由此必然降低其对自身电压水平支撑的持续性的问题，王成福，梁军等人在依据功率估算数据对风电场输出功率分布特性进行统计分析的基础上，提出考虑风功率分布特性的风电场无功补偿容量优化决策方法。该方法在充分计及双馈感应发电机无功调节能力与风功率分布特性的前提下，以无功补偿的投资成本与运行成本最小化为目标,构建无功补偿容量优化计算模型，可使双馈型风电场的无功补偿决策更具针对性,并以最小代价实现该类风电场连续、无缝的无功电压调节^[8][10]。随着风力和光伏等波动能源的发展，传统发电厂的运行模式受到越来越大的影响^[12]。在不久的将来，即使是以前的基本负荷发电厂，也需要启动和关闭来平衡电力系统。针对火力发电厂频繁启动的问题，Moritz Hübel和Sebastian Meinke等人开发了一个全面的动态模拟模型，包括过程组件，如锅炉和水-蒸汽循环，以及电厂控制系统和启动顺序控制。该模型可使得电厂启动更快，燃料消耗更少，并且显著降低污染物排放^[14]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济，管理，金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。数学模型（mathematical model）是一种模拟，是用数学符号，数学式子，程序，图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略^[1][4][5]。数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模（mathematical modeling）^[2][3][6]。本毕业论文将讨论电厂功率扩张模型及其求解。

2.2目标

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅文献，完成开题报告

4-6周：总体设计，完成论文综述7-10周：改进与推广11-13周：论证和检查14-15周：写论文，提交初稿，给老师检查，修改定稿，答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 司守奎、孙玺菁.数学建模算法与应用[m]，国防工业出版社(2012).

[2] 姜启源.数学模型[m]，高等教育出版社(2011)．

[3] 张万龙.数学建模方法与案例[m]，国防工业出版社（2014）.