考虑抽蓄水力电厂经济效益之发电成本与购电成本策略分

1、考慮抽蓄水力電廠經濟效益之發電成本與購電成本策略分析資訊系統建構研究生：康高彰指導教授：張文恭博士國立中正大學電機工程研究所摘要抽蓄水力電廠是被設計成能在負載尖峰時取代高成本機組以節省燃料成本，在負載離峰時再將水抽回水庫，因此自抽蓄水力電廠發展以來，對於火力機組而言其經濟運轉直是不可或缺的部分。本文當中利用混合整數規劃方法為基礎來解短期火力機組調度配合抽蓄水力機組調度，也利用電腦程式語言來決定抽蓄水力電廠最佳運轉。本研究建構考慮抽蓄水力電廠經濟效益之發電與購電成本策略分析資訊系統，前端介面採用Java Server Pages (JSP) 動態伺服網頁語言來做設計，後端資料庫則使用Oracle

2、關聯式資料庫來存放相關資料。本文重點在於抽蓄水力電廠理論模型並設計人性化之使用者介面，並規劃管理儲存在資料庫系統之電力系統資料，使其能與系統核心程式與前端介面整合，提高資訊系統效能。Development of Information System for Generation and Power Purchase Cost Analysis with Considering Economic Value of Pumped-Storage UnitsStudent：K. C. Kang Advisor：G. W. Chang, Ph. D.Institute of Electrical En

3、gineeringCollege of EngineeringNational Chung Cheng UniversityAbstractPumped-storage hydro plants are designed to provide power system reliability enhancement and to replace part of generation of thermal units by serving the peak load and then to pump the water back up into the reservoir at light-lo

4、ad periods. Therefore, the economic operations of thermal units and hydro plants are indispensable with the development of pumped-storage hydro plants. This thesis proposes a mixed integer linear programming (MILP) based approaches for the short-term scheduling of pumped-storage hydro plants combine

5、d with thermal system. In addition, a developed information system which supports the economic analysis of short-term operating schedules for pumped-storage hydro plants is also described.In order to build the supporting information system with considering economic value of pumped-storage units, thi

6、s developed system uses Java Server Pages (JSP) for graphic user interface design and Oracle database to manage associated data. The key components are how to build friendly user interfaces, to design conceptual and physical database schema, and to integrate all functions into a high-performance inf

7、ormation system. 目 錄中文摘要英文摘要目錄圖目錄表目錄X第一章 緒論11.1 研究動機與目的11.2 研究方法與架構規劃21.3 本論文貢獻41.4 各章節概要4第二章 抽蓄水力電廠運轉分析52.1 國內抽蓄水力電廠概況52.2 抽蓄水力電廠運轉模式62.3 抽蓄水力電廠效益8第三章 考慮抽蓄電廠經濟效益之發電成本與購電成本理論模型103.1 混合整數規劃方法103.2 抽蓄電廠經濟效益之發電成本與購電成本理論模型113.3 發電成本目標函數133.4 限制式23第四章 發電成本與購電成本策略分析資訊系統架構354.1 系統規劃與平台架構354.2 資訊系統介面設計384.2

8、.1 HTML394.2.2 Java Server Pages394.2.3 JavaScript404.2.4 Cascading Style Sheet414.3 安全性設計424.4 資料庫規劃47第五章 圖形介面與應用實例505.1 圖形介面規劃505.2 一般使用者操作525.2.1 使用者登入介面525.2.2 系統主功能介面525.2.3 執行控制設定介面535.2.4 目標函數與限制條件設定介面555.2.5 資料初始化565.2.6 編修介面615.2.7 執行程式介面635.2.8 執行結果介面635.2.9 參數分析705.2.10 歷史資料查詢735.2.11 系統流

9、程745.3 系統管理者操作765.3.1 使用者管理介面765.3.2 資料庫管理介面805.4 實際案例模擬875.4.1 不考慮抽蓄水力電廠之發電成本模擬875.4.2 考慮抽蓄水力電廠之發電成本模擬905.4.3 考慮實際火力與抽蓄水力出力之發電成本模擬96第六章 結論1056.1 結論1056.2未來發展方向106參考文獻107附錄109A. 負載需求資料109圖目錄圖1-1 發電成本與購電成本策略分析資訊系統架構2圖1-2 規劃流程圖3圖2-1 2007年總裝置容量圖表6圖2-2 抽蓄水力電廠在電力系統之運轉狀態7圖2-3火力機組輸入輸出曲線與典型日負載圖8圖3-1 抽蓄水力電廠之

10、輸出輸入曲線11圖3-2 抽蓄水力電廠之輸出輸入曲線分段線性化12圖3-3 凸性發電機熱耗率曲線16圖3-4 凸性發電機熱耗率曲線分段線性化17圖3-5 非凸性發電機熱耗率曲線19圖3-6 非凸性發電機熱耗率曲線分段線性化21圖4-1 資訊系統三層式架構35圖4-2 J2EE多層應用架構37圖4-3 發電成本與購電成本策略分析資訊系統平台架構38圖4-4 SESSION機制流程46圖4-5 視觀表(Views)組成架構48圖4-6實體資料關聯圖49圖5-1 登入網頁52圖5-2 系統網頁53圖5-3 執行控制畫面54圖5-4 錯誤警告畫面54圖5-5 目標函數限制設定網頁55圖5-6 資料上傳

11、網頁56圖5-7 確認訊息網頁57圖5-8 上傳流程57圖5-9 資料擷取介面58圖5-10 手動資料輸入介面59圖5-11 資料檔筆數輸入介面59圖5-12 資料檔輸入畫面60圖5-13 資料檔輸入完成及下載畫面60圖5-14 手動輸入資料流程61圖5-15 編修介面62圖5-16 編修確認介面62圖5-17 執行訊息網頁63圖5-18 邊際成本參考值64圖5-19 邊際成本參考統計圖64圖5-20 負載預測值65圖5-21 負載預測值統計圖65圖5-22 邊際成本參考與負載預測之比較圖66圖5-23 機組發電量66圖5-24 機組發電量統計圖67圖5-25 機組狀態67圖5-26 機組狀態

12、統計圖68圖5-27 機組最大及最小發電量68圖5-28 網路分析69圖5-29 機組圖形顯示發電量 69圖5-30 參數分析首頁71圖5-31 參數分析執行過程71圖5-32 參數分析執行結果72圖5-33 參數分析執行結果73圖5-34 歷史資料搜尋網頁73圖5-35查詢結果74圖5-36 系統流程圖75圖 5-37 系統管理者登入首頁76圖5-38 使用者帳號管理77圖5-39 使用者帳號建立78圖5-40 新增使用者帳號78圖5-41 使用者帳號管理79圖5-42 使用者帳號管理修改確認80圖5-43 資料庫管理介面首頁81圖5-44 資料表資料顯示82圖5-45 資料表資料新增83圖

13、5-46 資料表資料編輯83圖5-47 資料表資料下載選擇84圖5-48 資料表資料下載85圖5-49 資料表資料文字檔85圖5-50 資料表資料上傳介面86圖5-51 上傳檔案資料寫入資料表87圖5-52案例一之負載需求曲線圖88圖5-53 案例一之邊際成本參考值與總成本88圖5-54 案例一之機組發電量89圖5-55 案例一之興達發電機組發電量統計圖89圖5-56 案例一之機組狀態90圖5-57 案例二之邊際成本參考值與總成本91z圖5-58 案例二之火力機組發電量91圖5-59 案例二之火力機組發電狀態92圖5-60案例二之興達發電機組發電量統計圖92圖5-61案例二之抽蓄水力機組發電量93圖5-63案例二之抽蓄水力機組發電量統計圖93圖5-63案例二之抽蓄水力機組運轉狀態94圖5-64案例二之抽蓄水力機組運轉狀態統計圖94圖5-65案例二之水庫水位值95圖5-66案例二之日月潭水位值統計圖95圖5-67案例一與案例二火力機組發電量比較96圖5-68案例三之負載需求曲線圖96圖5-69案例三之邊際成本參考值與總成本97圖5-70案例三之火力機組狀態98圖5-71案例三之火力機組發電量98圖5-72案例三之大林發電機組發電量統計圖99圖5-73案例三之抽蓄