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moea_joint_essay 113年 [電機] 電力系統、電機機械

第 一 題

📖 題組:
2 部火力機組並聯運轉,其機組熱耗率曲線及燃料成本如下,請回答下列問題:(2 題,共 15 分) 【表 1】 | 機組熱耗率曲線(Mbtu/hr) | 燃料成本($/MBtu) | |---|---| | $H_1:1000+60P_1+0.02P_1^2$ | 1.25 | | $H_2:2500+40P_2+0.05P_2^2$ | 1 |
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

若總負載量為 500 MW,請問在經濟調度下 2 部發電機發電量分別為何?(10 分)

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將熱耗率乘以燃料成本得到兩部機組的成本函數 C(P)。應用經濟調度的原則:當各機組之邊際成本(遞增成本 dC/dP)相等時,系統總成本最低。配合總負載限制 (P1+P2=500),解聯立方程式求 P1 與 P2。

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  1. 建立兩部機組的成本函數 $C_i(P_i) = H_i(P_i) \times \text{燃料成本}$: $C_1(P_1) = 1.25 \times (1000 + 60P_1 + 0.02P_1^2) = 1250 + 75P_1 + 0.025P_1^2$ $C_2(P_2) = 1 \times (2500 + 40P_2 + 0.05P_2^2) = 2500 + 40P_2 + 0.05P_2^2$

小題 (二)

承上題,試求總發電成本為何?(5 分)

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將求得的最佳發電量 P1 與 P2 代回各自的總成本函數 C1 與 C2 中,相加即可獲得系統總發電成本。

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將經濟調度結果 $P_1 = 100 \text{ MW}, P_2 = 400 \text{ MW}$ 分別代入成本函數: $C_1(100) = 1250 + 75(100) + 0.025(100)^2$ $= 1250 + 7500 + 0.025(10000) = 1250 + 7500 + 250 = 9000 \text{ $/hr}$