ВУЗ:
Составители:
ПГУ АЭЭС оптимизация
сматриваемым оптимизируемым параметром П
вх
min)П()П(ИИ
вхвхэк
→+=
∑
i
i
И
Пока задача оптимизации режимов комплексных гидроузлов не
решается систематически. Обычно она возникает в крайних ситуаци-
ях и решается специально.
Пример: Волжский комплекс гидроузлов призван удовлетворять
интересы энергетики, сельского хозяйства, водного транспорта, рыб-
ного хозяйства, водоснабжения, санитарного состояния реки. Требо-
вания этих отраслей противоречивы. Для энергетики целесообразно
использовать гидроресурсы зимой, для
сельского хозяйства – летом,
речного транспорта – весной, летом и зимой. В весеннее время для
рыбного хозяйства необходимы паводковые воды для нерестилища
рыбы. Однако незаполнение водохранилищ этими водами влечет
серьезные проблемы для энергетики.
44
Оптимизация
балансов ус-
ловного и на-
турального
топлива
1) по условно-
му
В энергетике на всех уровнях производственного управления
составляется баланс по условному и натуральному топливу. Потреб-
ность в условном топливе определяется, исходя из плановых значе-
ний выработки электроэнергии тепловыми станциями и
удельных
затрат условного топлива на киловатт-час электроэнергии. По по-
требностям в условном топливе можно определить потребность в
натуральном топливе и составить баланс натурального топлива по
системе. Если по условному топливу все тепловые станции равно-
правны, то по натуральному их возможности резко различаются.
Наиболее качественным топливом является газ и продукты нефте
-
переработки. Тепловые станции, работающие на этих видах топлива,
имеют более высокий к.п.д.
В классической теории оптимизация режимов энергосистем ве-
дется по условному топливу, что мы рассматривали для ТЭС.
Для планирования квартального производства электроэнергии
станциями, распределения топлива между ними с учетом складских
запасов постановка задачи несколько видоизменяется:
требуется найти
min
111
→=
∑∑∑
==ν=
ν∑
n
i
kl
t
ti
BB ,
где
ti
B
ν
– суммарный расход условного топлива на отпуск тепловой
и электрической энергии на i-той электростанции на ν–том виде топ-
лива на t-ый интервал времени
при учете эквивалентных расходных характеристик и ограничений
1) по отпуску энергии и максимальным мощностям электростанций;
2) по балансу энергии в сети;
3) по балансу мощности в сети;
4) по межсистемным перетокам мощности;
5) по выполнению планов отпуска энергии и тепла;
6) по возможности снабжения электростанций топливом от заданных
месторождений;
7) по поставкам контролируемого вида топлива (ограничения по де-
фицитным видам топлива
);
8) по емкости топливных складов – запас топлива должен быть не
меньше страхового значения и больше емкости склада;
9) по разгрузочным возможностям топливно-транспортных цехов;
10) по запасам топлива на конец планируемого периода
Решение производится градиентным методом.
2) по натураль-
ному
Баланс по натуральному топливу может составляться с исполь-
зованием метода линейного программирования.
Для всех объектов задаются марки и виды топлива, возможные
к использованию, технологические пределы по их использованию.
ЦФ имеет вид
min→
=
∑
ijt
ijtijt
cBF ,
где
ijt
c – коэффициенты, учитывающие эффективность использова-
ния j-того вида топлива на I-той электростанции в интервал времени
45
t. Они отражают цены на топливо, КПД его использования на станци-
ях, конъюнктуру и др.
Учитываются ограничения:
–суммарный объем энергоресурсов должен обеспечить произ-
водство электроэнергии;
– на определенные объекты должно поступать топливо опреде-
ленного вида и количества;
– поставки топлива должны быть положительные (требование
метода линейного программирования).
Долгосрочное
планирование
балансов
мощности и
выработки
энергии в
системе
Эта задача решается, как правило, с годовой заблаговременно-
стью, цели ее: оценка и планирование расхода топлива в энергосис-
теме; планирование капитальных ремонтов, межсистемных перето-
ков, ограничений по режимным параметрам и др.
Имеется две основные модификации алгоритмов задачи:
1) расчет режимов по характерным
суточным графикам нагрузки;
2) расчет только распределения потребления электрической
энергии между станциями системы
Долгосрочная
оптимизация
балансов мощ-
ностей сис-
темы по ти-
повым графи-
кам нагрузки
Пусть имеется энергетическая система, имеющая ГЭС, ТЭС, КЭС.
Для этой системы требуется запланировать состав и режим агрега-
тов по типовым графикам электрической нагрузки и определить рас-
ход топлива в системе.
Рассмотрим ряд допущений
, которые вполне оправданы, по-
скольку точность метода расчетов оказывается в противоречии с
погрешностью исходной информации.
1) можно применить приближенные способы распределения на-
грузки между ГЭС и ТЭС, причем ввиду экономичности ГЭС распре-
деление идет по принципу максимального вытеснения ТЭС.
2) можно использовать нормативные характеристики удельных
расходов топлива на ТЭЦ, следовательно, не
решать задачу выбора
состава их агрегатов.
3) ряд электростанций имеют вынужденный режим (ГЭС, АЭС,
крупноблочные КЭС во время паводка), они в оптимизации не участ-
вуют.
4) состав оборудования КЭС можно определить на основе биб-
лиотеки характеристик, построенных с использованием оптимизаци-
ПГУ АЭЭС оптимизация
сматриваемым оптимизируемым параметром Пвх 8) по емкости топливных складов – запас топлива должен быть не
меньше страхового значения и больше емкости склада;
И к = И э (П вх ) + ∑ И i (П вх ) → min 9) по разгрузочным возможностям топливно-транспортных цехов;
i 10) по запасам топлива на конец планируемого периода
Пока задача оптимизации режимов комплексных гидроузлов не Решение производится градиентным методом.
решается систематически. Обычно она возникает в крайних ситуаци- 2) по натураль- Баланс по натуральному топливу может составляться с исполь-
ях и решается специально. ному зованием метода линейного программирования.
Пример: Волжский комплекс гидроузлов призван удовлетворять Для всех объектов задаются марки и виды топлива, возможные
интересы энергетики, сельского хозяйства, водного транспорта, рыб- к использованию, технологические пределы по их использованию.
ного хозяйства, водоснабжения, санитарного состояния реки. Требо-
вания этих отраслей противоречивы. Для энергетики целесообразно ЦФ имеет вид F = ∑ Bijt cijt → min ,
использовать гидроресурсы зимой, для сельского хозяйства – летом, ijt
речного транспорта – весной, летом и зимой. В весеннее время для
рыбного хозяйства необходимы паводковые воды для нерестилища
где cijt – коэффициенты, учитывающие эффективность использова-
рыбы. Однако незаполнение водохранилищ этими водами влечет ния j-того вида топлива на I-той электростанции в интервал времени
серьезные проблемы для энергетики.
45
44 t. Они отражают цены на топливо, КПД его использования на станци-
Оптимизация В энергетике на всех уровнях производственного управления ях, конъюнктуру и др.
балансов ус- составляется баланс по условному и натуральному топливу. Потреб- Учитываются ограничения:
ловного и на- ность в условном топливе определяется, исходя из плановых значе- –суммарный объем энергоресурсов должен обеспечить произ-
турального ний выработки электроэнергии тепловыми станциями и удельных водство электроэнергии;
топлива затрат условного топлива на киловатт-час электроэнергии. По по- – на определенные объекты должно поступать топливо опреде-
требностям в условном топливе можно определить потребность в ленного вида и количества;
натуральном топливе и составить баланс натурального топлива по – поставки топлива должны быть положительные (требование
системе. Если по условному топливу все тепловые станции равно- метода линейного программирования).
правны, то по натуральному их возможности резко различаются. Долгосрочное Эта задача решается, как правило, с годовой заблаговременно-
Наиболее качественным топливом является газ и продукты нефте- планирование стью, цели ее: оценка и планирование расхода топлива в энергосис-
переработки. Тепловые станции, работающие на этих видах топлива, балансов теме; планирование капитальных ремонтов, межсистемных перето-
имеют более высокий к.п.д. мощности и ков, ограничений по режимным параметрам и др.
В классической теории оптимизация режимов энергосистем ве- выработки Имеется две основные модификации алгоритмов задачи:
дется по условному топливу, что мы рассматривали для ТЭС. энергии в 1) расчет режимов по характерным суточным графикам нагрузки;
1) по условно- Для планирования квартального производства электроэнергии системе 2) расчет только распределения потребления электрической
му станциями, распределения топлива между ними с учетом складских энергии между станциями системы
запасов постановка задачи несколько видоизменяется: Долгосрочная Пусть имеется энергетическая система, имеющая ГЭС, ТЭС, КЭС.
n k l оптимизация Для этой системы требуется запланировать состав и режим агрега-
требуется найти B∑ = ∑ ∑∑ Biνt → min , балансов мощ-
ностей сис-
тов по типовым графикам электрической нагрузки и определить рас-
ход топлива в системе.
i =1 ν =1t =1
темы по ти- Рассмотрим ряд допущений, которые вполне оправданы, по-
где Biνt – суммарный расход условного топлива на отпуск тепловой повым графи- скольку точность метода расчетов оказывается в противоречии с
и электрической энергии на i-той электростанции на ν–том виде топ- кам нагрузки погрешностью исходной информации.
лива на t-ый интервал времени 1) можно применить приближенные способы распределения на-
при учете эквивалентных расходных характеристик и ограничений грузки между ГЭС и ТЭС, причем ввиду экономичности ГЭС распре-
1) по отпуску энергии и максимальным мощностям электростанций; деление идет по принципу максимального вытеснения ТЭС.
2) по балансу энергии в сети; 2) можно использовать нормативные характеристики удельных
3) по балансу мощности в сети; расходов топлива на ТЭЦ, следовательно, не решать задачу выбора
4) по межсистемным перетокам мощности; состава их агрегатов.
5) по выполнению планов отпуска энергии и тепла; 3) ряд электростанций имеют вынужденный режим (ГЭС, АЭС,
6) по возможности снабжения электростанций топливом от заданных крупноблочные КЭС во время паводка), они в оптимизации не участ-
месторождений; вуют.
7) по поставкам контролируемого вида топлива (ограничения по де- 4) состав оборудования КЭС можно определить на основе биб-
фицитным видам топлива); лиотеки характеристик, построенных с использованием оптимизаци-
