Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы совершенствования управления производственными системами 12
1.1. Использование системного подхода в управлении 12
1.2. Структура региональных производственных систем и электроэнергетика 23
1.3. Роль моделирования в совершенствовании управления сложной электроэнергетической системой (ЭЭС) 31
Глава 2. Прогнозирование основных характеристик сложных электроэнергетических систем 46
2.1. Информационный аспект моделирования энергетических систем 46
2.2. Прогнозирование временных рядов - основа надежности моделирования энергетических систем 61
2.3. Особенности прогнозирования сложных ЭЭС (на примере ЭЭС Таджикистана) 73
2.4. Оптимизация режима работы водохранилища в сложной электроэнергетической системе 85
Глава 3. Моделирование задач управления электроэнергетической системы 94
3.1. Особенности построения моделей управления ЭЭС 94
3.2. Модели формирования графиков нагрузки 106
3.3. Наивыгоднейший режим покрытия графиков нагрузки сложной ЭЭС 114
3.4. Оценка экономической эффективности работы сложной ЭЭС в оптимальном режиме 127
Выводы и предложения 136
Литература 141
Приложения 147
- Структура региональных производственных систем и электроэнергетика
- Роль моделирования в совершенствовании управления сложной электроэнергетической системой (ЭЭС)
- Прогнозирование временных рядов - основа надежности моделирования энергетических систем
- Оценка экономической эффективности работы сложной ЭЭС в оптимальном режиме
Введение к работе
В мире накоплен огромный опыт прогнозирования тех или иных процессов народнохозяйственного развития и среди них ведущее место занимает электропотребление, что связано с универсальностью электроэнергии и наиболее широким их использованием практически во всех сферах человеческой деятельности. В условиях значительного роста масштабов производства и потребления энергии, динамики структуры запасов органического топлива, изменений технико-экономических показателей добычи, переработки, транспорта и использования, особую важность приобретает проблема повышения эффективности энергетического комплекса.
Региональная энергетика является составной частью общего народного хозяйства и із значительной мере влияет на формирование и развитие последней. В решении проблем рационального электропотребления ведущую роль играет применение методов моделирования, что связано с широким внедрением, в процессе принятия решений, современных экономико-математических методов и ЭВМ.
Под системой сложной структуры в работе подразумевается народное хозяйство Республики Таджикистан, которое рассматривается с общих позиций системного подхода к самым разнообразным объектам. Считается, что общепринятого понятия определение системы не существует [63] и многие дают собственные определения. Так в [45] под системой понимается - «множество элементов, находящихся в таких отношениях и связях между собой, которые образуют определенную целостность и единство», в [2] «Система - это организованное множество, образующее целостное единство», а в [36] «Система есть множество связанных между собой компонентов той или иной природы, обладающие вполне определенными свойствами; это множество характеризуются единством, которое выражается в интегральных свойствах и функциях множества» [71].
В соответствии с методологическими принципами системного подхода в работе рассматривается структура сложных производственных систем в составе экономики РТ и ее разбивка по иерархическим уровням. Особое внимание уделено процессу моделирования электропотребления как на народнохозяйственном так и многоотраслевом и отраслевом уровнях.
Следует подчеркнуть, что проблемы экономики РТ рассматривались многими учеными республики, одно перечисление которых заняло бы значительное место текста. Выделим наиболее характерные: Рахимов Р.К. (макроэкономика, эффективность инвестиций) [5 8], Назаров Т.Н. (финансы), Мирзоев Р.К. (макроэкономика, ресурсы), Комилов С.К., Ыурмахмадов М. (инвестиции, фонды, рыночные отношения), Бобоев О.Б. (транспорт, инфраструктура, , адаптация систем), Аскаров Р. (математические методы в сельхозпроизводстве, АПК), Ураков Д. (бухгалтерский учет) и т.д.
В следствии огромной значимости энергетики в развитии народного хозяйства РТ проблемам развития энергетики, оптимизации энергетического комплекса (ЭК), развития и размещения производительных сил в связи с опережающим развитием электроэнергетики уделено пристальное внимание. Над экономическими проблемами энергетики РТ работали: Ахророва А.Д, (гидроэлектроэнергетика, топливно-энергетический баланс)[55], Расулов С. (эффективность ГЭС), Юну сов Б.В. (себестоимость, проектные обоснования), Сирожев Б.С. (системные исследования электроэнергетики) и другие.
Непосредственно проблемами использования экономико- математических методов в исследовании энергетических проблем занимались: Ахророва А.Д. (оптимизация ТЭБа)[55], Разыков В.А. (имитационное моделирование, оптимизация функционирования)^ 8], Джурабаев Г. (модели согласования МОК), Каримов Д.Х. (сетевые модели)[59], Орипова X, (экологическое проблемы), Исаев Р.С. (модели охраны водных ресурсов) и другие.
Из работ стран ближнего зарубежья можно особо отметить исследования ученых, тесно связанных с проблемами моделирования регионального электропотребления. Это работы А.С. Некрасова [60], Ю.В. Синяка [62], М.М. Албегова, Макарова А.А. [42], Мелентьева Л.А.[50], Панкратова Б.К. [53], Клопова СВ. и Рыльского В.А. [31], Резниковского A.M. [49] и многих других. Моделирование сложных процессов электропотребления включает использование большого арсенала методов корреляционного-регрессионного анализа, многоцелевой оптимизации, использование имитационных моделей. Поскольку электроэнергетика в РТ тесно переплетена с проблемами водохозяйственного комплекса, то рассмотрение покрытия потребностей тесно увязывается с водохозяйственным комплексом.,
В качестве инструмента, обеспечивающего выбор эффективных направлений электропотребления сложных народнохозяйственных систем, предлагается сочетание оптимизационных и имитационных эконом и ко -математических моделей, а также широкий спектр прогнозных моделей, начиная от моделей анализа временных рядов до моделей многофакторного анализа.
Целью настоящей работы является разработка и реализация стохастических моделей оптимизации параметров электропотребления сложных народнохозяйственных процессов, предназначенных для функционирования и развития экономики Республики Таджикистан. Оптимальные параметры выбираются в зависимости от природных условий, наличия энергоресурсов и структуры рассматриваемых народнохозяйственных систем.
Реализация поставленной цели осуществлялась путём разработки моделей прогнозирования технико-экономических характеристик электропотребления сложных народнохозяйственных систем, моделирования задач краткосрочного функционирования реальных электроэнергетических систем, а также составления моделей формирования научно обоснованной информации поставленных задач.
Основные научные положения, выносимые на защиту, состоят в следующем:
Обосновании необходимости использования системного подхода в управлении региональными производственными системами (РПС);
Формировании структуры РПС и роль моделирования в совершенствовании управления;
Разработке методики адаптивного прогнозирования, основанной на использовании линейных фильтров Колмогорова-Винера;
Разработке модели краткосрочного прогнозирования графиков электрической нагрузки;
Оптимизации режима работы водохранилища комплексного гидроузла в составе сложной ЭЭС;
Разработке модели оптимизации, суточных графиков сложных систем;
Результатах комплексной оптимизации электропотребления сложных производственных систем и анализе их экономической эффективности.
Научная новизна настоящей диссертационной работы состоит в следующем:
На основе анализа экономики республики, под углом важности электропотребления, доказано , что сложные производственные системы обладают значительной неопределенностью и подвержены влиянию случайных факторов, носящих нестационарный характер;
Разработана методика прогнозирования электропотребления на основе использования корреляционно-регрессионных методов с последующей оптимизацией по критерию минимизации затрат в системе;
Раскрыты особенности текущего планирования электропотребления для производственных систем сложной структуры;
Применен комбинационный метод оптимизации с элементами имитации реальных производственных процессов;
Установлено, что при моделировании электропотребления и расчета потребностей в ней, использование прогнозных моделей информационного характера приводят к положительному эффекту, несмотря на сложность моделирования и ослабления надежности информации.
Практическая ценность состоит в создании методики машинных расчетов суточных и недельных выработок ГЭС и агрегатов ТЭЦ, программного обеспечения для реализации покрытия графиков нагрузки электропотребления. Прогнозные модели могут быть использованы для информационного обеспечения других секторов экономики, имеющих стохастический характер спроса и предложения.
Результаты расчетов исследования позволяют осуществить оптимальный диспетчерский график работы электроэнергетической системы сложной структуры.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
Во введение обосновано исследование проблем моделирования управлением сложных производственных систем на базе электроэнергетики Республики Таджикистан. Доказано, что аналогичные задачи могут быть решены на базе трех и более наук: экономической, электроэнергетической и математической.
В первой главе проанализированы методы совершенствования управления сложными производственными системами, какой является электроэнергетическая система Республики Таджикистан. На основе использования принципов системного подхода дана структура региональных производственных систем и выделена электроэнергетика как одна из важных и сложных подсистем народного хозяйства. Обоснована роль моделирования в совершенствовании управления сложной электроэнергетической системой, выделены приоритеты и задачи.
Вторая глава посвящена методам прогнозирования технико-экономических характеристик сложной электроэнергетической системы.
На основе анализа и оценки факторов, влияющих на процесс формирования и покрытия электрических нагрузок, автор приходит к выводу о необходимости формирования системы моделей для прогнозирования основных системообразующих факторов. Вследствие удобности использования времени в качестве независимого переменного в экономических моделях особое внимание уделено методам прогнозирования временных рядов, а в них - случайным стационарным и нестационарным последовательностям. В этой же главе нашла отражение модель оптимизации работы комплексного гидроузла так -как основным производителем электроэнергии в Республике Таджикистан являются гидроэлектростанции.
Третья глава посвящена моделированию задач краткосрочного управления электроэнергетической системы Южного Таджикистана. Особенность ЭЭС РТ в том, что она имеет две независимые подсистемы Южную и Северную. В составе Северной - одна ГЭС с водохранилищем сезонного регулирования, Южной - каскад ГЭС с суточным, недельным и сезонным регулированием, две теплоэлектроцентрали и несколько малых ГЭС. Все это делает работу Южной ЭЭС очень интересным и невероятно сложным. Выделяя особенности построения моделей краткосрочного управления, автор акцентирует внимание на формировании и покрытии графиков электрической нагрузки. Эта особенность связана с характером выработки и потребления электроэнергии, которая практически совпадает по времени.
Завершает работу оценка экономической эффективности применения разработанных методов и моделей в практике управления электроэнергетической системой.
В заключении даны выводы и предложения автора по проблемам моделирования функционирования ЭЭС и их практическому использованию.
Список литературы включает 89 наименований в том числе 15 иностранных.
Автор глубоко признателен научному руководителю профессору кафедры «Автоматизированный электропривод» Чекалину В.Г. и научному консультанту зав. кафедрой «Экономики и производственного менеджмента» Таджикского технического университета д.э.н., профессору, академику АОН РФ (г. Москва) Разыкову В.А. за постоянное внимание и поддержку в работе,
Структура региональных производственных систем и электроэнергетика
Общественное производство представляет собой процесс создания материальных и духовных благ, необходимых для существования и развития общества. Так К.Маркс считал ,что «производство есть непосредственно и потребление» [43]. Поэтому, анализируя структуру региональных производственных систем, можно принять, что народное хозяйство республики, включающее как процессы производства, так и процессы потребления, распределения и обмена, представляет собой региональную производственную систему высшего, по отношению к другим региональным системам, ранга.
Рассматривая региональные производственные системы, исходим из представления, что эти системы, относятся к определенной территории (району, области, стране, группе стран). По нашему мнению термин «регион» ча-ше выступает как синоним термина «район». Поэтому говоря о региональных системах, будем иметь в виду определенную территорию со своими отличительными особенностями, обладающую единством, взаимосвязанностью и цельностью составляющих ее элементов. Следовательно, хозяйство, размещаемое на изучаемой территории, может рассматриваться как региональная производственная система соответствующего уровня. Если объектом исследования является союзная республика (в частности, Таджикистан), то можно говорить о ее народном хозяйстве как региональной производственной системе (РПС) или совокупности взаимосвязанных РПС подчиненных единой цели развития.
Рассмотрение народного хозяйства республики с позиций системного щ подхода позволяет представить его в виде взаимосвязи производственных систем различного уровня (схема 1) или иерархической структуры произвол-ственных систем (схема 2), верхним уровнем которой выступает народное хозяйство республики с учетом его подразделения на системы производственной и непроизводственной сферы.
При выделении систем регионального управления используется как отраслевой, так и территориальный принцип, без правильного сочетания которых немыслимо успешное функционирование и развитие экономики. Считая отраслевой принцип одним из ведущих в управлении различными областями народного хозяйства, всегда необходимо помнить, что объекты управления (предприятия, коллективы) связаны с определенной территорией, населенным пунктом, социальной и экономической средой. Комплексное освоение экономических районов, создание многоотраслевых комплексов и промышленных узлов, рациональное использование природных, трудовых и других народнохозяйственных ресурсов, специализация и кооперирование в сельскохозяйственном производстве, создание аграрно-промышленных комплексов и т.д. Это те задачи, решение которых требует совместных действий как отраслевых, так и территориальных органов управления.
Необходимость комплексного рассмотрения территориального и отраслевого аспектов управления производством в регионе вытекает также из факта взаимосвязи отрасли и территории при решении вопросов охраны окружающей природной среды. Отрасли заинтересованы в максимальном выпуске продукции при минимальных затратах, а цель территориального развития, помимо получения максимального народнохозяйственного эффекта, состоит также в обеспечении благоприятных экологических условий, соответствующих со-циальным и духовным потребностям людей. Однако в реальном производстве цели отраслевого и территориального развития должны не исключать, а взаимно дополнять друг друга. При этом необходимо искать пути правильного, экономически целесообразного решения. Для этого следует шире использовать методы программно-целевого планирования и управления в региональных производственных системах. Реализация этих методов содействует ускоренному достижению поставленных целей при имеющихся ресурсах и их оптимальному распределению между отдельными сферами и отраслями.
По отраслевому принципу производственная сфера распадается на систе-4 мы, соответствующие отраслям материального производства, таким как промышленность, сельское хозяйство, строительство, связь, торговля, материально-техническое снабжение и прочие отрасли материального производства. В непроизводственной сфере выделяются отраслевые системы просвещения, здравоохранения, жилищно-коммунального хозяйства, бытового обслужива-ния населения, науки, управления и др.
Использование территориального принципа предполагает выделение систем на стыке как отдельных отраслей производственной сферы, так и самих сфер -производственной и непроизводственной. Важным фактором образования та к их системных компонентов в составе народного хозяйства республики выступает территориальный фактор, характеризуемый некоторой ограниченностью, замкнутостью территориальных границ размещения соответствующей региональной системы в пределах границ республики. Такими компонентами системы верхнего регионального уровня, ранжируемыми в то же время и как самостоятельные производственные системы, выступают территориально-производственные комплексы (ТПК) образуемые на территории республики. В то же время определяющими факторами формирования ТПК следует считать обеспеченность соответствующей территории необходимыми природными и трудовыми ресурсами и возможность их комплексного эффективного исполь зования. Обязательным условием функционирования как территориальных так и отраслевых компонентов в составе региональной производственной системы является их взаимосогласованность, четкая координация связей между системами, ранжируемыми по отраслевому и территориальному принципу.
Уже на народнохозяйственном уровне отмечается возможность образования систем межотраслевого характера. Такой системой по праву можно считать систему топливно-энергетического комплекса, образуемую на стыке двух ведущих отраслей народного хозяйства — электроэнергетики, топливной промышленности и энергетического хозяйства потребителей. В то же время эта система по территориальному признаку взаимодействует с системой соответствующего территориально-производственного комплекса.
На следующем уровне иерархической структурной схемы народного хозяйства республики находят отражение системы, образуемые с процессе детализации отраслей материального производства в соответствии со спецификой региональной производственной специализации.
Роль моделирования в совершенствовании управления сложной электроэнергетической системой (ЭЭС)
Руководствуясь принципами системного подхода, народное хозяйство республики следует рассматривать как сложную развивающуюся систему, состоящую из ряда взаимосвязанных подсистем. По мере развития указанной системы значительно возрастает число связей между отдельными принадлежащими ей компонентами, а также усиливаются связи компонентов данной системы с компонентами систем как вышестоящего, так и нижестоящих по отношению к ней иерархических уровней. Указанное обстоятельство практи-чески характеризуется усложнением всей системы внутриотраслевых, межотраслевых и межрегиональных связей республики, что приводит соответствующим образом к значительному усложнению процессов планирования и управления ее народным хозяйством.
На современном этапе развития народного хозяйства эффективное управление требует привлечения большого количества разнообразной информации, характеризущее состояние различных сторон общественной жизни и тенденции их развития. Объем циркулирующей в системе информации постоянно растет. Это приводит к необходимости ее оперативной обработки в целях принятия сколько-нибудь обоснованных управленческих и плановых решений, что оказывается практически невозможным при сохранении традиционных методов обработки, т.е. без использования методов экономико-математического моделирования и современных быстродействующих ЭВМ,
В современных условиях перехода к рыночным отношениям необходима система долгосрочных прогнозов научно-технического развития народного хозяйства, базирующихся не на субъективистских оценках ожидаемых темпов и пропорций, а на материалах, получаемых в результате строгих математических расчетов и выкладок, согласованных в то же время с реальными экономическими возможностями и наличием тех или иных ресурсов.
Совершенно иным должен быть подход и к планированию, сопровождающемуся выработкой как перспективных, так и текущих (оперативных) управленческих команд. Комплексность, системность, вариантность, целевая направленность - вот те принципы, которые должны лечь в основу разработки народнохозяйственных планов. Только их выполнение может обеспечить получение не любого сбалансированного варианта развития, а варианта оптимального, т.е. наилучшего с точки зрения объективной целевой функции и объективно возникающих к моменту составления плана ограничений экономического и социального развития.
Чтобы качественно управлять производственными системами любого уровня, не всегда бывает достаточно личного опыта, интуиции и организаторских способностей руководителя в их традиционном понимании. При формировании как перспективных, так и многих текущих решений необходимо учитывать многочисленные, нередко взаимно противоречивые соображения и опираться на сложные как с экономической, так и математической стороны оценки качества достижения конечных целей. Поэтому при решении широкого круга задач по оптимизации управляющих решений возникает необходимость использования математических методов для прогнозирования экономических явлений и процессов моделирования взаимосвязей отдельных элементов экономики.
Развитие народного хозяйства и его составных элементов есть результат взаимодействия большого числа факторов, отличающихся существенностью и несущественностью, устойчивостью и переменчивостью, объективностью и субъективностью. Поэтому процесс управления экономическими системами (в значительной своей части) - это непрерывный процесс познания такого сложного динамического объекта, каким является современное народное хозяйство и его составные элементы, в том числе и элетроэнергетика. Для анализа закономерностей и выявления рациональных путей развития экономики особое значение приобретает описание системы народного хозяйства и ее подсистем при помощи математических методов, что позволит проводить исследование на специально подготовленных моделях.
Основой моделирования экономики является системный анализ, который определяет разумные границы составления моделей и позволяет выбирать те или иные из них. Сами же модели представляют собой приближенное математическое описание процессов функционирования исследуемых систем. Они различаются как по характеру, так и по степени сложности. Существуют модели детерминированные и вероятностные или стохастические, статические и динамические, прогнозные, оптимизационные и имитационные.
В моделях, любые сколько-нибудь существенные экономические связи, приобретают формальную математическую форму, что позволяет впоследствии, после отладки и экспериментального апробирования, использовать каждую такую модель соответствующим образом: прогнозные - при составлении долгосрочных прогнозов экономического роста, демографических прогнозов, прогнозов перспективного наличия и использования природных ресурсов и др.; плановые - при составлении народнохозяйственных и отраслевых планов экономического и социального развития на различных стадиях планирования. Кроме того, каждая такая модель может выступать и как инструмент выработки управленческих решений, во многом зависящих от тех ситуаций, в которых оказывается экономика в конкретный момент времени.
В процессе планирования и управления возникает постоянная необходимость сочетания количественного и качественного анализа. Если последний требует знания диалектических законов, то количественный анализ требует четкого математического аппарата, способного описать действие этих законов.
Прогнозирование временных рядов - основа надежности моделирования энергетических систем
Анализ факторов, влияющих на оптимальное функционирование и перспективное развитие энергетических систем, показывает, что один из важнейших вопросов в данной задаче - это достоверное определение потребности народного хозяйства в топливе, электро- и теплоэнергии на планируемый период. Определение потребности, равно как и других экономических показателей для целей планирования, может быть основано на использовании прогнозных моделей.
Существующий расчет потребности методом сведений заявочной потребности трудоемок и заранее предполагает значительную степень неточности расчетов. Основные причины заключаются, во-первых, в весьма приближенном представлении действительной потребности вследствие запаздывании плана и заблаговременного расчета; во-вторых, трудности одновременного получения необходимых заявок.
В настоящее время в государственных структурах и государственной ак-ционерно-холдинговой компании «Барки Точик» практикуют проведение централизованных расчетов потребности в материальных ресурсах, суть, которого заключается в представлении предприятиями средневзвешенных групповых норм расхода, последующей его корректировки сверху и определения потребности в ресурсах по объемам производства. Объемы производства различных видов продукции увязываются на основе расчета промежуточных ба-лансюв и тоже корректируются. -Таким образом, потребности и ресурсах определяются путем итеративных расчетов по нескольким вариантам проектов плана. Однако как средневзвешенные нормы, так и потребности в топливных и энергетических ресурсах по ненормируемоЙ продукции и видам работ определяются на основе динамических рядов за ряд лет с последующей экстраполяцией этой величины на планируемый год.
Развитие энергетической системы республики, как и развитие других отраслей или территорий, связано с закономерностями развития народного хозяйства. Проследить динамику закономерностей развития можно во временных рядах, отражающих изменение нормативов рассматриваемой системы во времени.
Не останавливаясь на определении и методах построения экономических временных рядов, заметим, что прогнозирование процессов с помощью временных рядов - это универсальный метод, которым в явной или неявной форме пользуются все органы управления на различных уровнях.
Характер экономической информации и сложность функционирования экономических систем определили основные направления методов прогнозирования временных рядов. К наиболее активно развивающимся, в последние годы, методам прогнозирования относятся статистические и вероятностные. Но оценке Г.Уейла [65], в настоящее время насчитываются около 130 методов прогнозировании, которые можно классифицировать следующим образом; экстраполяционные методы; эконометрические модели; регрессионные модели; вероятностно-стохастические методы; методы экспертных оценок.
Методы экстраполяции временных рядов получили наибольшее распространение для целей долгосрочного и перспективного прогнозирования. Прогнозные модели такого типа стараются уловить основную тенденцию развития изучаемого процесса путем подбора (по исходным реализациям) функции, обеспечивающей максимальное приближение к фактическим значениям.
Основной метод, используемый при сглаживании временных рядов, это метод наименьших квадратов (МНК), сущность которого состоит в отыекании параметров, при которых сумма квадратов отклонения расчетных _ значений, вычисленных по искомой формуле, от их фактических значений была бы минимальной. Применение методов экстраполяции временных рядов/для определения потребности в энергетических ресурсах рассматривается во многих работах (см., например, [36,42,44,63]).
Эконометрические модели включают в себя динамические производст венные функции, выряжающие экономическую или технологическую зави симость рассматриваемых процессов, а также модели типа «затраты - вы пуск)), прогнозирования межрайонного обмена и другие. Модели данного тили более применимы для прогнозирования межотраслевых и межрегио Щ ПИЛЬНЫХ связей.
Важный этап построения регрессивных моделей - это выбор формы функциональной зависимости и причинных факторов. Для описания зависимостей между показателями энергетического хозяйства можно использовать линейную функцию вида причинные факторы,выбираемые на основе предварительного анализа зависимостей показателей.
Оценка экономической эффективности работы сложной ЭЭС в оптимальном режиме
Основная цель проведенного исследования - найти оптимальное сочетание работы электроэнергетической системы сложной структуры, имеющей в своем составе: ГЭС с зарегулированным и незарегулированным стоками, расположенными на крупных, средных и малых водотоках и на деревационных каналах; агрегаты ТЭЦ с промышленным и теплофикационными отборами пара, а так же трубины противодавлением и конденсационные. Посколько доказано, что из всех энергетических ресурсов для Республики Таджикистан дефицитным являются топливные, то задача поставленная в модели соответствует критерию - минимизации расхода топлива в ЭЭС при прочих равных условиях.
Одной из основных статей импорта РТ в 1996-1997г.г. были нефтепродукты и природный газ (см. табл. 3.3)
Данные таблицы 3.3 показывают, что импорт электроэнергии (179,5), нетеиродуктов (60,9) и газа природного (40,4) за 1997г. превышают импорт глинозема для Таджикского алюминиевого завода (110,8) и продуктов питания (92,5) в 1,4 раза. Данный микроанализ лишний раз доказывает необходимость уделения пристального внимания вопросам формирования и наилучшего покрытия графиков энергетической и тепловой нагрузки.
В настоящей работе оптимальная оценка потребности в топливе электроэнергетической системы основана на данных, полученных в двух предыдущих блоках: а) суточных графиков нагрузки по продолжительности; б) структуры и очередности покрытия суточного максимума нагрузки. Тогда для характерных суток можно определить суточную и сезонную выработку электроэнергии каждой станцией (агрегатом): где Щакт - фактическая мощность станции, участвующая в покрытии суточного графика нагрузки (определяется в процессе оптимизации покрытия графика), кВт; 24а - продолжительность работы станции в течение характерных суток, час; Т сезон - количество характерных суток в сезоне, сут. Аналогично оценивается сезонный отпуск тепловой энергии Qce-i0ll.
По расходным характеристикам турбоагрегатов определяются удельные расходы топлива (с учетом пусков и остановок агрегата) на выработку электроэнергии. Тогда суммарная потребность каждой станции в топливе определяется из выражения (в тут) гДе s!,r " удельный расход топлива агрегатом п на выработку электроэнергии при работе его в характерные сутки г; Эцн - сезонная выработка электроэнергии агрегатом п за характерные сутки г; q[ - удельный расход топлива на выработку тепловой энергии на станции к; Q lm - отпуск тепловой энергии за сезон из отборов агрегата п на станции к. Задача поставлена в сезонном разрезе, поэтому система уравнений (3.14) - (3.27) представляет собой оптимизационную динамическую модель.
Рассмотрим кратко необходимую для решения задачи исходную информацию с учетом разделения региона на центры энергопотребления и центры орошения, которые приняты нами и условно показаны на схеме 8. Общая характеристика ГЭС и ТЭЦ, входящих в рассматриваемую энергосистему, приведена в таблицах приложения 1 и 2.
В приложении 3 приведены общие характеристики водохранилищ гидроэлектростанций энергетической системы. В рассматриваемой задаче параметры водохранилища при ГЭС-7 соответствуют условиям ее работы в режиме контррегулятора ГЭС-8. Для коэффициентов Д,, учитывающих потери воды в водохранилищах по сезонам, приняты значения: летом - 0,1, зимой - 0,05, весной и осенью -0,07. В приложении 4 даны характеристики линий электропередач в системе. Величины потерь активной мощности в ЛЭП рассчитаны по значениям удельных потерь, которые определяются по нагрузкам ЛЭП в зависимости от марки провода, его сечения и напряжения сети. По значениям удельных потерь и расстояниям ЛЭП определены потери активной мощности на нагрев проводов. Потери на корону для высоковольтных ЛЭП напряжением 220 кв и выше определены в зависимости от сечения и материала провода. В приложении 5 приведены результаты расчетов коэффициентов передачи мощности с учетом потерь в ЛЭП.
Оптимальная работа электроэнергетической системы при критерии минимума суммарного или удельного расхода топлива на производство электроэнергии в энергосистеме требует максимального использования имеющихся мощностей ГЭС, что связано с оптимальным управлением и распределением имеющихся в регионе водных ресурсов. При каскадном расположении ГЭС распределение водных ресурсов зависит в первую очередь от потребностей ирригации в воде и правильном распределении оставшихся ресурсов между отдельными гидростанциями. Последнее связано с расположением ГЭС и узлов потребления и зависит от мощности ГЭС и характера регулирования стока. Потребности ирригации в воде определяются площадью орошения, видом высеваемой сельскохозяйственной культуры, типом земель в зоне орошения, техникой орошения, КПД оросительных систем и многими другими случайными и неслучайными факторами. Размеры площадей существующего и планируемого (на рассматриваемый год) орошения, приняты по ориентировочно, а основные типы земель- по кадастрам минселхоза . Количество и нормы поливов за предпосевной, вегетационный и послепосевной периоды приняты по рекомендациям Института земледелия в зависимости от территориального расположения узла орошения. Сезонные потребности в воде узлов орошения с учетом КПД оросительной системы (например, г)к = 0,6 см ) приведены в таблице приложения 6.
