Применение методов математической оптимизации в электроэнергетике Научно-образовательный материал. Оптимизация в электроэнергетике
Диссертация на тему «Разработка методики оптимизации режима электроэнергетической системы с учетом стоимости потерь в электрической сети» автореферат по специальности ВАК 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы
1. Методы оптимизации режимов энергосистем под ред. Горнштейна В.М. -М.: Энергия, 1981 -359 с.
2. Wood A.J., Wollenberg B.F. Power generation, operation and control -2nd ed. / USA: John Willey and sons, INC., 1996 - 569 c.
3. Маркович И.М. Оптимизация режимов энергетических систем. -М.: МЭИ, 1967-72 с.
4. Электрические системы. Электрические расчеты, программирование и оптимизация режимов под ред. Веникова В.А. - М: Изд-во «Высшая школа», 1973-320 с.
5. Электрические системы. Кибернетика электрических систем под ред. Веникова В.А. - М: Изд-во «Высшая школа», 1974 - 328 с.
6. Горнштейн В.М. Наивыгоднейшие режимы работы гидростанций в энергетических системах. М.: Госэнергоиздат, 1959 - 248 с.
7. Веников В.А., Журавлев В.Г., Филиппова Т.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем. М: Энергоатомиздат, 1990 352 с.
8. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике под общ. ред. Руденко Ю.Н. и Семенова В.А. - М: МЭИ, 2000 - 648 с.
9. Плетнев Г.П. Автоматизированные системы управления объектами тепловых электростанций. М.: МЭИ, 1995 - 353 с.
10. Плетнев Г.П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике М.: МЭИ, 2007 - 352 с.
11. Крумм J1.A. Методы приведенного градиента при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1977. - 368 с.
12. Аракелян Э.К., Пикина Г.А. Оптимизация и оптимальное управление. -М.: МЭИ, 2003-356 с.
13. Пащенко A.B., Попова Ю.Б. Оптимизация режима энергосистемы по активной мощности с учетом динамического программирования // Изв. ВУЗов Энергетика. 1999. - № 6. - С. 39-46.
14. Мельников H.A. Учет потерь в сети при определении наивыгоднейшего режима энергосистемы // Электричество. 1960. - № 2. -С. 78-81.
15. Горнштейн В.М. Об определении наивыгоднейшего режима работы электрических систем // Электричество. 1961. — № 8.
16. Журавлев В.Г. Дискуссии: Об определении наивыгоднейшего режима работы электрических систем // Электричество. 1963. - № 9. - С. 88.
17. Павлов Г.М., Кантан В.В., Петрова С.С., Степанов Б.Н. Решение задачи наивыгоднейшего распределения нагрузки на счетно-решающей машине AHPAH-IV // Электричество. 1964. - № 2. - С. 24-26.
18. Шаханов B.C. О методе вычисления оптимальных режимов объединенных энергосистем с применением современных цифровых вычислительных машин // Электричество. 1962. - № 3. - С. 9-14.
19. Арзамасцев Д.А., Летун В.М. Определение экономичного режима гидро-тепловой энергосистемы // Электричество. 1980. -№ 7. - С. 47-51.
20. А. Долгицер, О. Линкевич, А. Махнитко, Я. Герхард, С. Гусева, И. Зицмане. Оптимизация режимов когенерационных электростанций по максимуму прибыли // Elektroenergetika Journal, December, 2008, Vol. 1. — № 2. -С. 33-39.
21. Горнштейн В.М. Наивыгоднейшее распределение нагрузки между параллельно работающими электростанциями: Диссертация кандидата технических наук, 1946 - 378 с.
22. R.K. Swain, A.K. Barisal, P.K. Hota, R.N. Chakrabarti. Short-term Hydrothermal Scheduling using Clonal Selection Algorithm // International Journal of Electrical Power & Energy Systems, March 2011, Vol. 33. C. 647-656.
23. Аракелян Э.К., Старшинов B.A. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций. М.: МЭИ, 1993 328 с.
24. Аракелян Э.К., Хоа Л.К., Мань Н.В. Оптимизация режима работы тепловых электростанций по экономическому и экологическому критериям // Вестник МЭИ. 2002. - № 4. - С. 25-30.
25. Горев E.H. Эколого-экономическая оптимизация природоохранной деятельности в энергетике // Электрические станции. 1996. - № 8. - С. 28-32.
26. Плетнев Г.П., Щедеркина Т.Е. Управление электрической нагрузкой энергоблоков ТЭС с учетом эксплуатационных ограничений // Известия ВУЗов. 1983.-№5.
27. Аминов Р.З. Векторная оптимизация режимов работы электростанций. М: Энергоатомиздат, 1994 304 с.
28. Кузин JI.T. Основы кибернетики. М.: Энергия, 1973 504 с.
29. Шахвердян С.В., Бабаян Д.М. Приложение трехмерного динамического программирования к оптимизации режима ТЭЦ с применением ЦВМ // Теплоэнергетика. 1969. - № 2. - С. 63-66.
30. Баринов В.А., Совалов С.А. Режимы энергосистем: методы анализа и управления. М.: Энергоатомиздат, 1990 440 с.
31. Мань Н.В. Применение «оврагоперешагового» метода оптимизации для идентификации передаточной функции объектов управления // Теплоэнергетика. 1995. -№ 6. - С. 71-77.
32. Хачатрян B.C., Мнацаканян М.А., Хачатрян К.В., Григорян С.Э. Оптимизация режима большой электроэнергетической системы методом декомпозиции по активным мощностям электрических станций // Электричество. -2008.-№2.-С. 10-22.
33. F. Capitanescu, L. Wehenkel. Sensitivity-Based Approaches for Handling Discrete Variables in Optimal Power Flow Computations // IEEE Transactions on power systems, November 2010, Vol. 25. -№ 4. C. 1780-1789.
34. Летун B.M. Оптимизация режимов работы энергосистем основа модели оптового рынка электроэнергии // Энергетик. - 2010. - № 4. - С. 2-4.
35. Ерохин П.М. Задачи и технологии оперативно-диспетчерского управления режимами ЕЭС в конкурентно-рыночной энергетике России: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Екатеринбург, 2005. - 48 с.
36. Бартоломей П.И., Егоров А.О., Машалов Е.В., Паздерин А.В. Решение комплексной задачи распределения электроэнергии в энергосистеме // Электричество. 2007. - № 2. - С. 8-13.
37. С. Floudas. Nonlinear and Mixed-Integer Optimization: Fundamentals and Applications. / New York: Oxford University Press, Inc., 1995 462 c.
38. Цыпулев Д.Ю., Аракелян Э.К., Макарчьян В.А. Методические положения оптимального управления режимами ТЭЦ со сложным составом оборудования // Теплоэнергетика. 2008. - № 3. - С. 67-73.
39. Бакластов А.А. Алгоритм оптимального распределения нагрузок между параллельно работающими агрегатами // Труды МЭИ. 1987. - № 142. -С. 61-69.
40. Наумов И.В. Разработка методики оптимальной загрузки энергоагрегатов электростанций мегаполиса в условиях рыночных отношений: Дис. . канд. техн. наук. Москва, 2006. - 177 с.
41. Болонов В.О. Аракелян Э.К. Оптимальное управление режимами работы оборудования ТЭЦ с ПТУ // Теплоэнергетика. 2007. - № 11. - С. 69-77.
42. Натыкач В.В. Система оптимизации работы электростанции OPTIMAX // Энергетик. 2009. - № 12. - С. 43-45.
43. Лежнюк П.Д., Кулик В.В., Оболонский Д.И. Моделирование и компенсация влияния неоднородности электрических сетей на экономичность их режимов // Электричество. 2007. - № 11. - С. 2-8.
44. Мантров В.А. Совместная оптимизация распределения нагрузки в питающей и распределительной сетях 6-10 кВ // Электричество. 2007. - № 2. -С. 14-19.
45. Аракелян Э.К. Методика выбора оптимальных параметров и режимов работы оборудования энергоблоков на частичных нагрузках // Теплоэнергетика. 2002. - № 4. - С. 57-60.
46. Салихов A.A. Рациональная загрузка оборудования ТЭС // Электрические станции. 2006. - № 5. - С. 47-50.
47. Мань Н.В., Аракелян Э.К., Хунг Н.Ч. Оптимизация фактического режима эксплуатации теплоэнергетических установок // Вестник Московского энергетического института. 1997. - № 6. - С. 56-61.
48. Мань Н.В., Аракелян Э.К., Хунг Н.Ч. Оптимальное распределение нагрузки между параллельно работающими энергетическими блоками с учетом фактора надежности // Вестник Московского энергетического института. 1997. -№ 3. - С. 15-20.
49. Плетнев Г.П., Щедеркина Т.Е., Виноградник М.В. Автоматизированное управление распределением суммарной нагрузки КЭС // Теплоэнергетика. 1990. -№ 10. - С. 61-64.
50. Васин В.П., Старшинов В.А. Распределение нагрузок между агрегатами станции, при невыпуклых расходных характеристиках // Труды МЭИ. 1978.-124 с.
51. Строев В.А., Рокотян И.С. Методы математической оптимизации в задачах систем электроснабжения. М.: МЭИ, 1993 - 72 с.
52. Рокотян И.С., Федоров Д.А. Применение нелинейного математического программирования в энергетических задачах. М.: МЭИ, 1983-52 с.
53. Гремяков А.А. Методы решения оптимизационных электроэнергетических задач. М.: МЭИ, 1989 - 64 с.
54. Гремяков А.А., Рокотян И.С., Строев В.А. Модели оптимизационных расчетов при краткосрочном планировании режимов электроэнергетических систем. -М.: МЭИ, 1994 108 с.
55. Строев В.А., Шаров Ю.В., Кузнецов О.Н. Алгоритмы расчета установившихся режимов и переходных процессов в электроэнергетической системе. М.: МЭИ, 2006 - 84 с.
56. Злотник С.Г. Некоторые применения метода множителей Лагранжа и динамического программирования для определения наивыгоднейшего состава работающего оборудования электростанций и энергосистемы: Дис. канд. техн. наук. Кишинев, 1967. - 182 с.
57. Смирнов К.А. Выбор наиболее экономичного состава включенных агрегатов // Электричество. 1962. -№ 1. - С. 12-15.
58. C.-L. Chen, S.-C. Wang. Branch-and-bound scheduling for thermal generating units // IEEE Transactions on power systems, June 1993, Vol. 8. № 2. -C. 184-189.
59. K.W. Hedman, M.C. Ferris, R.P. O'Neil, E.B. Fisher, S.S. Oren. Co-Optimizaton of Generation Unit Commitment and Transmission Switching With N-l Reliability // IEEE Transactions on power systems, May 2010, Vol. 25. № 2. -C. 1052-1063.
60. Yaoyu Wang, Edmund Handschin. Unit Maintenance Scheduling in Open System Using Denetic Algorithm // IEEE Transmission and Distribution Conference (11-16 Apr. 1999), Vol. l.-C. 334-339.
61. Летун B.M. Проблема выбора на электростанции состава работающего оборудования // Энергетик. 2009. - № 7. - С. 2-4.
62. Порошин В.И., Черных Ф.Ю. Выбор состава включенного генерирующего оборудования // Электрические станции. 2009. - № 9. -С. 11-14.
63. Гайибов Т.Ш. Оптимизация состава работающих агрегатов электростанций кусочно-линейной аппроксимацией нелинейных зависимостей // Электрические станции. 2009. - № 5. - С. 32-37.
64. A. Frangioni, С. Gentile. A computational comparison of reformulations of the perspective relaxation: SOCP vs. cutting planes // Elsevier. 2009. - ORL 37. -C. 206-210.
65. Шаханов B.C., Медведева Г.В., Кнеллер И.О., Аниканова В.Н. Выбор наивыгоднейшего состава работающего оборудования современных энергосистем. Кишинев: РИО АН МССР, 1970 157 с.
66. Аракелян Э.К., Минасян С.А., Агабабян Г.Э. Методические основы многокритериальной оптимизации суточных режимов работы энергооборудования ТЭС // Теплоэнергетика. 2006. - № 10. - С. 7-10.
67. A. Frangioni, С. Gentile, F. Lacalandra. Sequential Lagrangian-MILP approaches for Unit Commitment problems // Elsevier. 2011. - ORL 33. -C. 585-593.
68. A. Frangioni, C. Gentile, F. Lacalandra. Solving unit commitment problems with general ramp constraints // Elsevier. 2008. - ORL 30. - C. 316-326.
69. Зеленохат Н.И., Подрезова Д.В. Оптимизация режима работы энергосистемы с учетом стоимости потерь активной мощности в электрической сети // Энергетик. 2012. - № 3. с. 45-49.
70. Реклейтис Г. И др. Оптимизация в технике. В двух книгах. М.: Мир, 1986-350 е., 320 с.
71. Статистические методы в инженерных исследованиях ред. Круг Г.К. - М.: «Высшая школа», 1983 -216 с.
72. Максименко И.М. Методы оптимального планирования диспетчерского графика с учетом результатов аукциона // Электронный журнал «Новое в российской электроэнергетике». 2003. - № 10. - С. 6-16.
73. Абакшин П.С., Алябышева Т.М., Яганов P.M. Программное обеспечение для планирования суточных энергетических режимов ЕЭС России (ПРЭС-СУТКИ) // Электронный журнал «Новое в российской электроэнергетике». 2002. - № 6. - С. 37-40.
74. Сайт программного комплекса RastrWin в интернете -www.rastrwin.ru.
75. Сайт ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» в интернете http://ipad.ntc-power.ru.
76. Шишкин A.A. Программный комплекс расчета установившихся режимов в схемах большой размерности // Электронный журнал «Новое в российской электроэнергетике». -2004. -№ 1. — С. 14-21.
77. Сайт программного комплекса DigSlLENT Power Factory в интернете -www.digsilent.de.
78. Сайт программного комплекса PSS/E в интернете -www.energy.siemens.com.
79. Леонков A.M., Качан А.Д. Тепловые и атомные электрические станции: Дипломное проектирование. Минск: Вышэйшая школа, 1991 -336 с.
80. Щегляев A.B. Паровые турбины (теория теплового процесса и конструкции турбин). М.: Энергия, 1976. 368 с.
81. Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. М.: Энергия, 1976. 264 с.
83. Плоткин Е.Р., Лейзерович А.Ш. Пусковые режимы паровых турбин энергоблоков. М.: Энергия, 1980. 192 с.
84. Рокотян С.С., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1985 352 с.
85. Приказ ФСТ России от 10 декабря 2010 года № 412-э/2 об оптовых ценах на газ, добываемый ОАО «Газпром» и его аффилированными лицами, реализуемый потребителям Российской Федерации (кроме населения).
86. Постановление Региональной Энергетической Комиссии Москвы от 30.12.2010 г. №289.
87. Приказ ФСТ России от 07.12.2010 г. № 396-э/1.
88. Приказ ФСТ России от 16.11.2010 г. № 305-э/1.
89. Макоклюев Б.И. Анализ и планирование электропотребления. М.: Энергоатомиздат, 2008 296 с.
90. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1995 -416 с.
91. Шульгинов Н.Г. Особенности управления электроэнергетическими режимами работы энергосистем мегаполисов // Энергетик. 2007. - № 6. -С. 2-4.
92. Гирфшельд В.Я., Князев A.M., Куликов В.Е. Режимы работы и эксплуатация ТЭС. М.: Энергия, 1980. 288 с.
93. Васильев A.A., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф., Околович М.Н. Электрическая часть станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1990 576 с.
94. Прокопенко А.Г., Толкач К.И. Внедрение и эксплуатация экономичных энергоблоков на электростанциях. Киев: Техника, 1978 180 с.
95. C.B. Royo. Generalized unit commitment by the radar multiplier method: Дис. . канд. мат. наук. Барселона, 2001. - 149 с.
96. Воловик Ю.И. Экономические аспекты оценки эффективности работы ТЭЦ // Теплоэнергетика. 2007. - № 2. - С. 39-44.
97. Макоклюев Б.И., Павликов B.C., Фефелова Г.И., Владимиров А.И. Динамика и тенденции электропотребления Московского региона // Энергетик. — 2007.-№6.-С. 10-15.
98. Борисов Г.М., Гиршфельд В .Я. Получение тепловых экспериментальных характеристик турбоагрегатов с использованием метода планирования эксперимента // Теплоэнергетика. 1977. - № 5. - С. 47-49.
99. Зеленохат Н.И., Хамандош O.A. Прогнозирование суточного графика нагрузки энергосистемы по новой методике // Вестник МЭИ. 2011. - № 3. -С. 43-48.
100. Регламент подачи участниками оптового рынка электроэнергии уведомлений о составе и параметрах генерирующего оборудования и плановом почасовом потреблении системному оператору. М.: НП «Совет рынка», 2005.
101. Регламент конкурентного отбора ценовых заявок и определения планового почасового производства субъектов оптового рынка электроэнергии. М.: НП «Совет рынка», 2005.
102. Кнеллер И.О. Применение ЭВМ в энергосистемах: Из опыта Донбассэнерго. -М.: Энергоиздат, 1981. 184 с.
103. Зеленохат Н.И., Подрезова Д.В., Палис Ш. Выбор оптимального состава работающего оборудования методом ветвей и границ // Деп. в ВИНИТИ РАН 26.01.2012 № 24-В2012. Москва, 2012.-26 с.
104. Подрезова Д.В. Оптимизация управления режимами в электроэнергетической системе. Сборник материалов научного семинара стипендиатов программ «Михаил Ломоносов II» и «Иммануил Кант II» 2010/2011 года, с. 146-147.
www.dissercat.com
Оптимизация развития электроэнергетических систем, Машиностроение
28 декабря 2010 г.
28.12.2010 Оптимизация развития электроэнергетических систем (ЭЭС) заключается в выборе их рациональной структуры по типам электростанций и оборудования, а также в определении наиболее экономичных режимов работы последних при обеспечении необходимых требовний по надежности эксплуатации, экологичности и бесперебойности электроснабжения. Другими словами, оптимизация развития ЭЭС заключается в выборе наилучших проектных и режимных решений в различных временных и территориальных разрезах. Поскольку оптимизация развития ЭЭС напрямую связана с их проектированием и управлением, можно выделить следующие исторически сложившиеся этапы её проведения: до 15-20 лет; до 10-12 лет; до 5 лет и этап хозяйственного управления (1-2 года). На этапе 15-20 лет, когда погрешность исходной информации очень велика, целесообразно рассматривать один территориальный уровень – единую электроэнергетическую систему (ЕЭС), где отдельные энергосистемы представлены в виде концентрированных узлов, в которых сосредоточены потребители электроэнергии и генерирующие установки. На данном этапе исследуются только основные проблемы развития ЭЭС: в увязке с топливно-энергетическим хозяйством определяются оптимальные пропорции в развитии различных типов электрических станций; выявляются обоснованные требования к энергетическому оборудованию; разрабатываются основные принципы построения высоковольтной сети; определяются масштабы капиталовложений и материальных ресурсов; намечаются основные направления научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ в области электроэнергетики и смежных отраслей, т.е. решаются стратегические вопросы выбора направлений развития ЭЭС в комплексе с другими отраслями. На этапе до 10-12 лет имеется относительно более точная исходная информация. Поэтому здесь возникает необходимость учета уровня объединенных энергосистем и требуется обоснование рекомендаций по структуре, размещению и очередности развития основной электрической сети; уточнение потребности в капиталовложениях, различных видах топлива и т.д. На этом уровне принимаются окончательные решения о строительстве крупных энергетических объектов и определяются основные направления проектно-конструкторских работ. На этой стадии ЕЭС рассматривается уже как специализированная отраслевая система, и решаются более конкретные, в значительной мере технические вопросы (определяются режимы работы ЭЭС, регулировочные возможности энергетического оборудования в суточном, недельном и годовом разрезах, прогнозируется его аварийность). На этапе оптимизации развития до 5 лет существенно уточняются потребность в электроэнергии и ее разделение в пределах каждой ЭЭС, задаются различные энергетические и экономические характеристики отдельных агрегатов, а также различные ограничения на развитие ЭЭС. Здесь рассматриваются вопросы конкретной реализации проектных решений: уточнение сроков ввода отдельных электростанций и основных ЛЭП в районном разрезе; определение оптимальной схемы развития районной электрической сети; распределение капиталовложений между строящимися объектами и т.д. На этапе хозяйственного управления (1-2 года) корректируются календарные сроки ввода в эксплуатацию новых энергетических объектов и выполняется весь комплекс работ, связанных с обеспечением оптимального текущего управления развитием ЭЭС. Основной проблемой оптимизации развития ЭЭС на сегодняшний день является, как это ни странно, уход от системы плановой экономики, подвергавшейся в свое время в чём-то обоснованной критике. Это определяется базовым положением электроэнергетики, её тесным переплетением с другими отраслями, определяющими не только потребность, но и возможности её развития. Немаловажными являются единство электроэнергетической отрасли, допускающее лишь её условное территориальное и иерархическое деление и специфика производимой продукции, устанавливающая жёсткую взаимосвязь ЭЭС с потребителями на стадиях производства, распределения и использования электроэнергии. Тем не менее, разработанные ещё в 50–60-е годы методики проведения оптимизационных исследований позволяют и сегодня разрабатывать достаточно хорошие сценарии оптимального развития электроэнергетических систем на долгосрочную перспективу с учетом неоднозначности исходных предпосылок и условий их развития. Как таковые затраты на проведение мероприятий по оптимизации развития ЭЭС выделить практически не возможно. При условии проведения профессиональных комплексных исследований на стадии заблаговременной предпроектной проработки объектов электроэнергетики и выбора проектов их строительства на конкурсной основе, в идеале – с совмещением наиболее сильных сторон различных конкурентных разработок, такая оптимизация будет происходить по умолчанию. Целевое же финансирование исследований в этой области должно вестись в рамках периодического мониторинга состояния электроэнергетики страны и формирования долгосрочных планов её развития. Подобные затраты могут быть обусловлены и спецификой эксплуатации ЭЭС в текущий, следует надеяться, проходящий момент времени: дефицит финансирования строительства новых и избыток морально и физически устаревших энергетических мощностей; преобладание роста электропотребления над объемами ввода новой генерации; в целом затянувшееся и нерезультативное реформирование электроэнергетики страны. Хотя, в этом случае, речь идет уже не об оптимизации, т.е. исследовании лучших путей развития электроэнергетической отрасли, а о поиске возможностей её поддержания на некотором существующем уровне. Проведение оптимизационных исследований и мероприятий позволяет получить в рамках отдельных энергокомпаний: - экономию инвестиций в строительство избыточного генерирующего и электросетевого оборудования; - разрежение графиков ремонта энергетического оборудования и снижение затрат на поддержание неэффективно загружаемого энергооборудования в хорошем эксплуатационном состоянии; - сбалансированное количество производственного персонала и возможность его отбора, экономию затрат на обучение и переподготовку кадров; - продление сроков службы генерирующего и электросетевого оборудования за счет выравнивания его производственной нагрузки; - повышение устойчивости к внешним возмущениям и авариям; - высвобождение средств на замену устаревшего оборудования, возможность проведения глубокого технического перевооружения вместо вынужденно применяемых полумер – модернизаций и ремонтов. ЕЭС в целом, в результате оптимизации, приобретает гибкую и сбалансированную структуру, повышает свою надежность и конкурентоспособность на внешнем рынке. Общество также выигрывает за счёт более оптимального использования ресурсов страны, сокращения затрат на электроэнергию и экологической нагрузки при её производстве. Подготовил Григорий ШКРЕБЕНЬosk-ec.ru
Оптимизация электрических распределительных сетей
АННОТАЦИЯ
УДК 621.316
Н 50
Новиков М.В.
Оптимизация электрических распределительных сетей. Дипломный проект инженера по специальности электроснабжение. – Смоленск: СФМЭИ, 2002. – 60 стр., 10 табл., 6 рис., 1 приложение.
В работе рассмотрены некоторые вопросы оптимизации электрических распределительных сетей. Произведен критериальный анализ некоторых моделей: число внутрицеховых трансформаторных подстанций крупных предприятий (оптимизация радиуса распределительной сети 0.4 кВ), радиуса сетей 10 кВ сельскохозяйственных районов, радиуса сетей 0.4 кВ населенных пунктов.
Произведен расчет некоторых показателей надежности распределительных сетей, исходя из статистических данных об отказах за три года, по филиалу ОАО «Смолэнерго» «Западные электрические сети».
Московский Энергетический Институт филиал в г. Смоленске
ВВЕДЕНИЕ
Научно-техническая революция в нашем государстве, а затем и стремительный рост электроэнергетики привели к усложнению систем промышленного электроснабжения. Отставание в развитии электроэнергетики от роста электропотребления в субъектах страны может привести к таким нежелательным явлениям как снижение роста производительности труда, а значит и снижению промышленности в целом. Тенденция роста востребованности в электроэнергии в различных отраслях хозяйства страны находится в прямой зависимости от развития электроэнергетики, как, безусловно, ключевой, ведущей отрасли государства. Электроэнергетика является одной из наиболее капиталоемкой отраслью, то есть внедрение какого-либо проекта требует значительных средств, как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации того или иного объекта сети. Задача проектировщика мало того, что создать технически грамотный, надежный, эффективный проект, но и чтобы он требовал как можно меньше затрат инвестора.
Решением данного противоречия может являться разработка оптимальной системы электроснабжения. Методы разработки оптимальной системы сводятся к отысканию минимума затрат на ее сооружение и эксплуатацию. Исследование и построение оптимальных систем электроснабжения разбивается на анализ и синтез систем. При этом задача анализа систем состоит в изучении поведения и свойств системы, если заданы характеристики электрической системы (источника питания), структура системы (модель), характеристика системы электроснабжения (численные значения параметров). Очень часто задача анализа систем сводится к расчету численных значений показателей их эффективности.
Задача синтеза систем заключается в выборе оптимальной (вы том или ином смысле) структуры системы и ее внутренних параметров при заданных характеристиках источников питания с учетом ограничений, накладываемых на систему электроснабжения. Иногда задачу синтеза ставят, как задачу отыскания структуры системы или внутренних параметров, определяющих заданное значение критерия эффективности.
В дипломной работе рассматривается оптимизация распределительных электрических сетей, напряжением 0.4 кВ и 10 кВ.
В первой главе подробно рассматривается методика критериального анализа технико-экономических задач, а именно излагается сама методика технико-экономических расчетов в электроэнергетике, методика критериального анализа и приводится решение пяти задач на примере математической модели числа подстанций на предприятии, что равнозначно оптимизации радиуса сетей 0.4 кВ внутри цехов.
Во второй главе на основании статистического материала об отказах филиала ОАО «Смолэнерго» «Западные электрические сети» производится обработка, анализ, а затем синтез показателей надежности распределительных сетей.
В последней главе изложенный материал в первых двух главах, применяется к оптимизации радиусов сетей 10 кВ сельскохозяйственных районов, а также радиусов сетей 0.4 кВ населенных пунктов и промышленных предприятий.
1 МЕТОДИКА КРИТЕРИАЛЬНОГО АНАЛИЗА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
1.1 Методика технико-экономических расчетов в энергетике
Прежде, чем перейти к рассмотрению технико-экономических расчетов имеет смысл обратится к основополагающим понятиям, к технико-экономическим показателям.
Технико-экономические показатели энергетики
Технико-экономические показатели сетей. согласно [1] определяется для разных уровней нагрузок, отличающихся степенью электрификации. Рассматривая их, принимается во внимание уровень применения электричества в тех или иных промышленных, бытовых процессах: нагрев, преобразование электрической в механическую энергию, т.е. при расчете электрических нагрузок, (их плотности) как основополагающее расчетов в электроснабжении.
Кроме того, рассматривается мощность трансформаторных подстанций (ТП) в целом, мощность и количество трансформаторов на ТП, их загрузка при нормальном и аварийных режимах работы, степень резервирования трансформаторной мощности (полное, частичное или вообще без резервирования). Также рассматриваются схемы построения сети низкого напряжения (НН): радиальная, магистральная и петлевые схемы.
vunivere.ru
Применение методов математической оптимизации в электроэнергетике Научно-образовательный материал
Применение методов
математической оптимизации
в электроэнергетике
Научно-образовательный материал
Научно-образовательный материал предназначен для переподготовки и повышения квалификации специалистов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» и может быть полезен инженерно-техническим работникам в области проектирования электрических сетей.
Человек, пытаясь понять те или иные процессы, происходящие в его жизни, представлял элементы, входящие в эти процессы, в виде математических моделей, которые адекватно описывали бы эти элементы и позволяли более или менее правильно отвечать на все возможные вопросы.
Чтобы с помощью математических моделей решать задачи, которые нас интересуют, было разработано огромное количество математических методов, часть из которых конкурируют друг с другом и практически позволяют решать одни и те же задачи. По этой причине возникла отдельная область математики – вычислительная математика, а с появлением ЭВМ и языков программирования – математическое программирование.
В этом научно-образовательном материале рассмотрены основные и наиболее используемые при решении задач электроэнергетики методы линейного (симплексный и другие входящие в это семейство методы) и нелинейного (метод Зейделя, градиентные методы, методы Ньютона) математического программирования, а также методы, находящиеся на стыке методов линейного и нелинейного математического программирования: метод ветвей и границ и метод динамического программирования. В конце рассмотрен метод Лагранжа, который является основным методом по учету ограничений в форме равенств и неравенств в составе целевой функции.
В этом научно-образовательном материале все методы линейного математического программирования дополнены алгоритмами расчета. Эти алгоритмы легко можно запрограммировать и использовать для расчетов на ЭВМ. Практически все методы линейного и нелинейного математического программирования, описанные в данном научно-образовательном материале, дополнены примерами.
В настоящее время методы математического программирования интенсивно применяются в различных областях. Особенно для реализации оптимального управления производством, для планирования развития электроэнергетических систем. В данном научно-образовательном материале приведены примеры использования этих методов для проектирования наилучшей трассы кабельной линии электропередачи, для долгосрочного планирования строительства электростанций, для краткосрочного планирования развития системы электроснабжения предприятия (увеличение числа трансформаторов на подстанции предприятия), для планирования развития электрической сети района города или региона.
Автор научно-образовательного материала: кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроэнергетические системы» Национального исследовательского университета «МЭИ» Шульженко Сергей Витальевич.
E-mail: shulzhenkosv@
refdb.ru
