Введение к работе
Актуальность проблемы. Сложность систем электроснабжения (СЭ) и связанных с ними единым технологическим процессом систем потребления электроэнергии (СТО), значительные средства, расходуемые на их создание и эксплуатацию, а также высокие требования к качеству и надежности электроснабжения, предъявляемые промышленными потребителями электроэнергии (ППЭ), обусловили необходимость дальнейшей разработки и совершенствования методов принятия инженерных решений, реализуемых на разных уровнях временной и территориальной иерархии управления СЭ. Расширение хозяйственной самостоятельности предприятий и их объединений обусловило необходимость создания эффективных систем технико-экономической поддержки решений по обеспечению ж надежного функционирования. Полномасштабное использование регулировочной способности ППЭ требует изменения существующей системы-взаимоотношений между знергопрэдприятием "поставщиком" и предприятием "потребителем" электроэнергии на основе рыночных отношений и учета взаимных интересов. Это приводит к необходимости непрерывного совершенствования теории и практических методов обоснования решений по обеспечению их надежного и эффективного функционирования в условиях нормальной эксплуатации и ' при различной интенсивности, глубине и длительности внешних воздействий.
В этой связи актуальность задач управления режимами электро-потреОленин не потеряет остроты и при увеличении в перспективе резервов мощности электроэнергетических систем (ЭЭС), так как затра-.ты на мероприятия по регулированию электропотребления более эффективны, чем дальнейшее развитие генерирующих мощностей.
. Тема диссертации непосредственно связана с. выполнением работ по теме 03 Н1 научной программы координационного плана Госкрмите- . та по науке и технике при СМ СССР по проблеме 0.01.II (постановление 526/260 от 22 от 22.12.80 г.); Плану ГКНГ, утвержденному Постановлением 7 от 14.01.87 г.; Координационному плану - ОФТПЭ АН СССР по проблеме "Межотраслевые проблемы и системные исследования в энергетике", тема 1.9.3.6 Координационному плану ОФТПЭ АН СССР (проблема 1.9.3, тема 1.9.3.5) на 1986-19Э0 гг.; Координационному плану работ ОФТПЭ РАН ня 1992-1996 гг. по направлению'5: (проблема 5.2, работа 5.2.1);' Координационному плану Государственного Комитет;] по народному образованию СССР по теме 01.15 ;Межвузовекой няучно-тохішческой программе "Новые методы и средства экономии ресурсов и экологические проблемы энер"8тики" (задания 3.1.01 и
3.1.02 - 1991 г. и задание 1.2.6. - 1993 - 1996 г.г.).
Цель работы. Основной целью исследований, выполненных в д:
сертации, является: ,
-
Развитие теории и создание системы практических методов обе снования комплексных инженерных решений по обеспечению надежно] и эффективносо функционирования. СЭ за счет перестройки режиме электроцотребления промышленных предприятий, приводящей к уііеш шению их экономических потерь, а также к наиболее эффективно* использованию располагаемой 'мощности'электрических, станций и гпх пускной способности электрических сетей.
-
Развитие методического подхода к моделированию функционировс ния производственных систем в условиях аварийных ситуаций в cxe.N их электроснабжения.
-
Создание теории и практических методов решения проблемы упрг вления электропотреблением на базе комплексной разработки.принт: пов и методических основ расчета, оптимизации, нормирования не дежности и определения экономической эффективности принимаемь решений. ,' ' ' ..
-
Комплексное повышение надежности СЭ и эффективности использе вания электроэнергии на основе обоснования и разработки научны методов управления электропотреблением в промышленности.
-
Обеспечение возможности выбора оптимальных решений по-управле нию режимами электропотребления производственных объектов с уче том технико-экономических последствий изменения режимов электро потребления.
Основные задачи исследования:
-
Обоснование и разработка правил формализованного представлен производственных систем и составления экономико-математических, м делей анализа последствий нарушений функционирования произволе венных систем при нарушениях электроснабжения.
-
Разработка методов и моделей для'оценки фактически/, и прогноз ров'ания возможных последствий нарушений электроснабжения промы. ленных предприятий с учетом характера решаемых инженерных зада полноты и достоверности исходной, информации, состава погашає;.; нагрузки и длительности нарушения электроснабжения.
-
Усовершенствование и разработка упрощенных инженерных модел' оценок экономических последствий, возникающих у потребителей п управлении их электропотреблением.
-
Выработка эксплуатационных решений по управлению -. ^нтропотр-"
лением для повышения эффективности конечного использования электроэнергии к обеспечения надежности и живучести ЭЭС и СПЭ.
-
Разработка методических аспектов нормирования надежности пря планировании развития и эксплуатации СЭ.
-
Обоснование и разработка первичного.информационного обеспечения для решения задач рационального управления надежностью зле-* ктроснабжения потребителей и электропотреблением.
Автор защищает: методическое решение проблемы совераеяство-вания управления электропотреблением на объектах производственных систем, включающее в себя:
-
Постановку общей проблемы управления электропотреблениеи на объектах промышленных предприятий.
-
Методический подход к моделированию функционирования производственных систем в условиях нормальной работы и аварийных ситуаций в схеме их электроснабжения.
-
Методические аспекты нормирования надежности при проектировании развития и эксплуатации СЭ. '
-
Методику создания достоверной информационной базы для решения задач обеспечения рационального управления электропотреблением.
-
Эксплуатационные решения по управлению электропотреблением для обеспечения надежного функционирования СПЭ. ' .
Объектом исследования является комплекс, включающий производственно-технологические системы потребления электрической энергии, и их схемы электроснабжения в нормальных условиях функциокгро-вания и"при нарушениях электроснабжения.
Методология исследований. Разработанные в диссертации методы и модели базируются на элементах теории системного анализа с' использованием прикладной теории множеств и графов, теории вероятностей, магматического и эвристического программирования, теории моделирования и оптимизации, методов теории распознавания образов.
Научная новизна заключается в системном подходе к постановке общей проблемы повышения эффективности функционирования СЭ за счет рационального управления электропотреблением производственных систем; сформулированы и обобщены задачи принят:;ч решешгй по обеспечению эффективного функционирования СЭ, базирующееся нз современных математических и технико-экономических методах исследования больших систем.
Элементами новизны обладают такзке: - обоснование боз.у:-.:Зэй управляємося! производственных систем при
воздействиях на них со стороны питающей энергосистемы;
- обобщенный подход к разработке экономико-математичских моделей
оценки последствий управления электропотреблением СПЭ;
- методический подход к анализу елияния отказов в энергосистеме на состояние промышленных объектов;
формулировка критериев требований потребителей производственных систем к надежности их электроснабжения; .
исследование живучести и безопасности производственных систем в задачах оценки надежности их электроснабжения;
создание достоверной информационной базы 'для решения задач обеспечения рационального управления электропотреблением;
подход к агрегированию экономических показателей надежности электроснабжения. .
Практическая ценность. Полученные результаты исследований положены в основу конкретных рекомендаций потребителям ' электроэнергии разных отраслей промышленности, "одели оценки ущерба от нарушения нормального режима элекстроснабжения объектов производственных систем предназначены для использования в практике проектирования, эксплуатации и управления системами их электроснабжения. Это позволяет осуществлять экономическую оценку последствий нарушения режима электроснабжения,- производить выбор оптимальной реализации управляющего воздействия из множества допустимых, обеспечить увеличение диапазона регулирования электропотребления за счет реализации подготовительных мероприятий , производить, обоснование, анализ и выбор решений по управлению электропотреблением 'на промышленных предприятиях инженерно-техническим работникам служб отделов главного энергетика и энергонадзора.
Практическая реализация предлагаемых методов позволяет обосновывать максимумы.нагрузок -потребителей и возможную степень их снижения; допустимую длительность и периодичность регулирования электронагрузок; устанавливать допустимую и целесообразную степень участия потребителей в разгрузке ЭЭС.
Реализация результатов работы. Модели оценки и прогнозирова-ния ущерба и методические рекомендации по их практическому использованию включены во вторую редакцию "Рекомендаций по проектированию и эксплуатации систем электроснабжения новых, расширяемых и реконструируемых нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий" (утверждены приказом Миннефтехимпрома СССР 582 от 21.06.83 г.). Оценки ущерба от нарушений электроснабжения включены в утвер-
пенные Минэнерго СССР 04.07.89 г. "Нормативы предельных затрат на эвышение надежности электроснабжения потребителей в энергосисте-эх". Методика определения ущерба от нарушений электроснабжения на зйствующих нефтеперерабатывающих предприятиях использовалась ин-титутом Горькгицронефтехим. Модели оценки ущерба и рекомендации о разгрузке промышленных предприятия при дефицитах мощности в нергосистеме, разработанные по заданию ВНИГЮЭНЕРГОПРОМа внедрены Омском промузле. Результата оптимизации режимов электроснабжения ри дефицитах мощности в питающей энергосистеме в условиях действующей АСУЭ внедрены на Саратовском электроагрегатном производст-іенном объединении. Исследования, проведенные в промышленных се-'ях, питающихся от Нижегородской энергосистемы, использованы при шработке временных указаний по составлению графиков отключений и іграничений, которые используются энергонадзором Нижновэнэрго. йучно-практические рекомендации нормирования надежности в промы-шенных системах - электроснабжения переданы в СЭИ РАН.
Апробация работы. Отдельные,положения и разделы 'диссертации укладывались и обсуждались с 1975 г. более, чем на 35 конференциях, научно-технических совещаниях и семинарах. Среди них - два-кды на международном уровне (Лейпциг 1981 г., Иваново 1991 г.); яа 12 семинарах "Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики"; на 8 сессиях.Всесоюзного научного семинара "Кибернетика электрических систем. Электроснабжение промышленных предприятий"; на 2 Всесоюзных конференциях по моделированию энергетических систем; на 5 региональных конференциях "Актуальные проблемы электроэнергетики" и других.
. Публикации. По теме диссертации опубликовано более 60 печатных работ. Из них - 2 коллективные монографии, одно учебное посо- . бие, одна публикация в зарубежном издании. Государственную регистрацию во ВНТЩентре имеют более 20 отчетов по научно-исследовательской работе, непосредственно связанных с тематикой диссертации.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из29Энаименований,4-хприложе-ний. Обший объем включает 302 страницы машинописного текста,31 рисунок , 14 таблиц.
