【摘 要】本文在介紹電廠負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，首先分析討論了幾種常用的電廠負(fù)荷的分配方法，詳細(xì)闡述了各個(gè)方法的主要原理與特點(diǎn)。然后，詳細(xì)分析了幾種重要的智能決策方法，重點(diǎn)討論了遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法與混沌算法的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行電廠負(fù)荷分配具有一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】負(fù)荷；優(yōu)先次序法；等微增率法；遺傳算法；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

一、引言

隨著工業(yè)的發(fā)展，節(jié)能減排也日益突出，成為電力系統(tǒng)應(yīng)該重點(diǎn)注意的一項(xiàng)工作。電能是我國(guó)重要的能源之一，不是取之不盡用之不竭的，且沒有可以被貯存的功能，因此，需要在進(jìn)行負(fù)荷分配的時(shí)候，注意最優(yōu)化選擇與經(jīng)濟(jì)效益，以同時(shí)加強(qiáng)電力企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力與降低成本。本文針對(duì)以上情況，對(duì)合理進(jìn)行最優(yōu)化負(fù)荷分配進(jìn)行了詳細(xì)的分析與討論。主要介紹了常用的分配方法與具體的智能算法，可以為電廠根據(jù)自身情況選擇合理的分配方案提供指導(dǎo)作用。

二、電廠負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

（一）參加調(diào)峰、調(diào)頻。調(diào)峰與調(diào)頻在電網(wǎng)運(yùn)行中是非常重要的，因此，電廠負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)與參加調(diào)峰、調(diào)頻密不可分。為此，要合理控制、規(guī)劃電網(wǎng)的調(diào)峰與調(diào)頻情況，保證自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以滿足電網(wǎng)的基本要求。

（二）穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行。機(jī)組在運(yùn)動(dòng)過程中將會(huì)受到不同程度的內(nèi)外干擾，從而造成一定的機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定情況發(fā)生。因此，要保證機(jī)組在運(yùn)行過程中的能量平衡與質(zhì)量平衡，進(jìn)而穩(wěn)定機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。

（三）接口完善。電廠負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，需要與其他系統(tǒng)進(jìn)行不斷的信息交互工作，為此，必須保證接口完善，任務(wù)交互不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，使得系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性更強(qiáng)，更加完善。

（四）可供選擇性強(qiáng)。電廠負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須可以滿足不同的要求。在實(shí)際的電廠工作運(yùn)行中，情況較多且均比較復(fù)雜。而且，機(jī)組在運(yùn)行過程中可以會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致其中的一個(gè)或幾個(gè)機(jī)組被分割到運(yùn)行之外，此時(shí)，電廠負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)不能因此停止運(yùn)行，必須繼續(xù)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

三、電廠負(fù)荷的分配方法

（一）優(yōu)先次序法。優(yōu)先次序法的主要步驟如下：首先，根據(jù)電廠中機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率計(jì)算出各個(gè)機(jī)組單獨(dú)工作時(shí)的最大效率；然后，將各個(gè)機(jī)組按照效率的高低，由大至小進(jìn)行排序，進(jìn)而各個(gè)機(jī)組依次分配負(fù)荷。

（二）等微增率法。等微增率法[1]指的是在等式的約束條件下，有效使用基于數(shù)學(xué)極致計(jì)算理論得到的等微增率法，進(jìn)行各個(gè)機(jī)組的負(fù)荷分配。這種分配方法具備計(jì)算簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于該方法要是各個(gè)機(jī)組的煤耗為嚴(yán)格的凸函數(shù)，增率曲線是單調(diào)遞增可微的，因此容易導(dǎo)致計(jì)算失真的情況發(fā)生。

（三）逐點(diǎn)法。這種方法也被稱為窮舉法，是根據(jù)指定的間隔依次確定總分配方案的方法。針對(duì)每一種方案分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的各個(gè)機(jī)組的煤耗與發(fā)電廠的總煤耗[2]，合理選擇出使全廠煤耗最小的分配方法。這種分配方法通過實(shí)測(cè)性能曲線對(duì)各個(gè)機(jī)組工況點(diǎn)進(jìn)行了計(jì)算，有效的避免人為擬合導(dǎo)致的誤差的產(chǎn)生，且對(duì)性能曲線的連續(xù)光滑性沒有要求。但這種方法的計(jì)算消耗時(shí)間較長(zhǎng)，無法保證其可被用于實(shí)時(shí)計(jì)算。

（四）動(dòng)態(tài)規(guī)劃法。動(dòng)態(tài)規(guī)劃法要求所需要求解的問題要具備明確的階段性，需要使用運(yùn)籌學(xué)原理，用這種方法求解機(jī)組的負(fù)荷最優(yōu)分配問題時(shí)，調(diào)度區(qū)間被分為若干個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段通常為一個(gè)小時(shí)。由初始階段開始依次計(jì)算到達(dá)各個(gè)階段各個(gè)狀態(tài)的累計(jì)花費(fèi)[3]，包含啟停機(jī)組的花費(fèi)與運(yùn)行時(shí)所消耗的燃料費(fèi)用。再根據(jù)最后階段所累計(jì)費(fèi)用的最小狀態(tài)，依次記錄各個(gè)階段，使得總的累計(jì)費(fèi)用為最小的最優(yōu)狀態(tài)。這種方法不需要硬性規(guī)定任何先決條件，可以避開微增率曲線，因此，該方法被廣泛使用。

四、智能決策方法

智能決策方法是指通過利用計(jì)算機(jī)程序的智能原理，結(jié)合人類的思想，進(jìn)行建模，從而達(dá)到目的的方法。該決策方法目前已被廣泛使用于工業(yè)領(lǐng)域。

（一）遺傳算法。遺傳算法是通過模擬生物根據(jù)達(dá)爾文進(jìn)化論在自然界中的遺傳與進(jìn)化過程，從而形成的一種自適應(yīng)搜索最優(yōu)方法的模型[4]。這種算法的實(shí)際應(yīng)用型較強(qiáng)，是屬于框架式的算法，可以根據(jù)不同的實(shí)際問題套用，從而得到最優(yōu)解，且該算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)沒有硬性的特殊規(guī)定與要求。這種算法具備魯棒性強(qiáng)、搜索效率高的優(yōu)點(diǎn)。且不易在搜索過程中陷入局部最優(yōu)，從理論上分析，該算法可以有效找到全局的最優(yōu)解。使用這種方法求解電廠符合最優(yōu)分配方法，可以得到多個(gè)可供選擇的方法，該算法具備靈活的特點(diǎn)，且可以同時(shí)考慮多種不同的約束。

（二）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是模擬人類大腦物理結(jié)構(gòu)的模型的算法。該算法可以充分逼近任意復(fù)雜的非線性關(guān)系。解決問題時(shí)候所涉及到的定量與定性的參數(shù)都可以以等式的方式被存儲(chǔ)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)神經(jīng)單元內(nèi)，因此，該算法具備魯棒性的優(yōu)點(diǎn)，且具備一定的容錯(cuò)性。多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是目前常用的人工神經(jīng)算法之一。該算法具備如下優(yōu)點(diǎn)：預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較強(qiáng)；當(dāng)計(jì)算遇到錯(cuò)誤或干擾時(shí)，魯棒性較強(qiáng)；輸出具備較強(qiáng)的靈活性，可以是離散形式的真值，也可以是含有一些離散值和真值的向量；評(píng)估速度較快。但是，該算法也有一些缺點(diǎn)不容忽視：函數(shù)比較復(fù)雜，不易理解；收斂速度較慢。

（三）混沌算法?；煦缢惴ǐ@取最優(yōu)值的方法是通過約束條件將系統(tǒng)與機(jī)組用罰函數(shù)所表示出來。然后，把目標(biāo)值與罰函數(shù)定為尋優(yōu)目標(biāo)，進(jìn)而進(jìn)行根據(jù)混沌運(yùn)動(dòng)特性與自身過濾特性的方式的搜索過程。從而獲得電廠負(fù)荷最優(yōu)分配的結(jié)果。混沌算法是一種智能型算法，具備某種隨機(jī)性。該算法具備以下優(yōu)點(diǎn)：效率較高；使用便利；保密性好；安全性高。

五、結(jié)束語

合理進(jìn)行電廠負(fù)荷最優(yōu)化分配是電力行業(yè)的一個(gè)重要的問題。降級(jí)機(jī)組的運(yùn)行成本可以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，是電廠普遍關(guān)心的問題之一。本文針對(duì)最優(yōu)化選擇電廠負(fù)荷分配方法進(jìn)行了歸納與總結(jié)，在介紹電廠負(fù)荷分配方法的基礎(chǔ)上，對(duì)目前常用的幾種算法進(jìn)行了討論，給電力企業(yè)針對(duì)自身情況，合理選擇負(fù)荷分配提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]繆國(guó)鈞，葛曉霞.電廠負(fù)荷的優(yōu)化分配方法[J].電站輔機(jī)， 2010 （003）： 1-5.

[2]于國(guó)強(qiáng)，呂劍虹，龔誠(chéng).電廠負(fù)荷調(diào)度的智能決策方法 [J].熱能動(dòng)力工程， 2003， 18（5）： 507-511.

[3]葛曉霞.電廠負(fù)荷的最優(yōu)分配[J].汽輪機(jī)技術(shù)， 1995， 37（5）： 299-302.

[4]余廷芳.火電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）建模， 實(shí)現(xiàn)及人工智能的應(yīng)用研究[D][D].東南大學(xué)， 2004.