1 緒論

1.1 引言

電力系統(tǒng)負荷分配是一種主要基于電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行調(diào)度的電力系統(tǒng)優(yōu)化問題。負荷分配的目的是在滿足功率負荷以及運行等式和不等式約束條件的前提下，使發(fā)電成本達到最小化。通過這種方式對于提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性都具有舉足輕重和至關重要的意義。

如今，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題已經(jīng)是一個引起世界普遍關注的問題。電力系統(tǒng)引起的環(huán)境問題已經(jīng)和電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟并駕齊驅(qū)。保護環(huán)境已經(jīng)變成了全世界每個國家每個企業(yè)甚至每個個人的義無反顧的社會責任。由于我國改革開放以來經(jīng)濟的快速和迅猛的發(fā)展,每家每戶對電能的需求量在逐年顯著的增加，因此全國目前正在面臨著一個用電的緊張期和高峰期。

為了減緩和解決這種用電緊張的格局,各類電力行業(yè)(例如，火電，水電，核電等)得到了迅猛發(fā)展，尤其是大量的電廠正拔地而起。但是這對環(huán)境問題造成了很大的困擾，環(huán)境控制和社會發(fā)展這兩種矛盾日益突顯[1]，這嚴重違反了我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針，使我國正面臨著異常嚴峻環(huán)境形勢，霧霾問題深深的困擾著每個人。為了改變這種越富裕越污染的現(xiàn)狀，人們進行了大量的研究，國家出臺的節(jié)能減排就是緩解這對突出矛盾的重要手段之一。

通過利用和改進先進的技術來改造和改進那些有著高耗能、高污染的企業(yè)，并且堅決淘汰落后生產(chǎn)力，堅定不移地走生產(chǎn)進步、生活富饒、生態(tài)優(yōu)良的“三生文明”發(fā)展之路[2]。根據(jù)節(jié)能減排的思想，最優(yōu)化問題也被引入電力系統(tǒng)中來，因為經(jīng)濟與環(huán)境如何平衡，仍然是一個艱巨的任務。將最優(yōu)化問題與電力系統(tǒng)經(jīng)濟環(huán)境負荷(EELD)的完美結(jié)合[3]，真正達到節(jié)能減排的目的。

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1.2 電力系統(tǒng)負荷分配問題的背景和發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的基本要求是在保證安全、優(yōu)質(zhì)、可靠的前提下，保證利益的最大化。提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟負荷分配就是提高發(fā)電的高產(chǎn)能，合理分配功率，使損耗最小，經(jīng)濟性最大。電力系統(tǒng)經(jīng)濟負荷分配(Economic Load Dispatch, ELD)作為電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度中最重要研究領域之一，一直以來都深受廣大學者和專家們的重視和青睞。然而近年來，由于像火力發(fā)電廠這種在發(fā)電過程中煤炭燃燒所產(chǎn)生的 NOx 和 SO2 等氣體的排放，環(huán)保問題日益突出，因此，環(huán)境問題越來越受到人們和各個國家領導人的關注和重視。很多學者發(fā)現(xiàn)，僅僅關注經(jīng)濟而忽略環(huán)境這是一個嚴重的錯誤，于是所謂的環(huán)境經(jīng)濟負荷分配(Emission Economic Load Dispatch，EELD)問題就應運而生了。

它的基本理念就是：在即不改變系統(tǒng)現(xiàn)狀并且又要滿足系統(tǒng)等式和不等式約束條件的情況下，再考慮發(fā)電燃料成本或者在使發(fā)電成本在允許的范圍內(nèi)的情況下，使環(huán)境污染成本控制到最低。它已成為電力系統(tǒng)研究的熱點問題。電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟負荷分配將電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠的發(fā)電成本和發(fā)電過程中污染控制成本一起進行優(yōu)化，這已經(jīng)成為了一個最經(jīng)典的多目標優(yōu)化問題[3]。將優(yōu)化的多目標粒子群算法(MOPSO)完美地應用到電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟負荷分配(EELD)中，可以有效地解決電力系統(tǒng)發(fā)電成本和環(huán)境治理成本這一對相互矛盾的問題。

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