Введение к работе
Актуальность темы. Электроэнергетические системы (ЭЭС), в отличие от других технических систем, обладают рядом характерных особенностей, которые налагают свои особые требования на управление их нормальными режимами. Главные из них -это непрерывность и жесткая взаимосвязь во времени процессов производства, распределения и потребления электроэнергии, территориальная и временная структуры управления, высокие требования к качеству электроэнергии, большие ущербы из-за аварийных перерывов электроснабжения. Отмеченное, а также сложность энергетических объектов и существенное влияние их на окружающую среду предопределили особое место моделирования в исследованиях процессов, происходящих в ЗЭС.
Математические модели ЗЭС для оптимального управления разрабатывались в соответствии с методами математического программирования, применяемыми для оптимизационных расчетов. В основном это градиентные методы, характерным для которых является математическая формализация происходящих в ЭЭС процессов для представления их в ЭВМ.Они хороио зарекомендовали себя при долгосрочном и краткосрочном планировании оптимальных режимов ЗЭС . Однако, для оперативного управления эти методы оказались мало пригодными. Это обусловлено большой трудоемкостью вычислений, ограниченным временем для анализа текущего и оптимального состояний и принятия решений по их коррекции, необходимостью повторять оптимизационные расчеты в полном объеме при изменении нагрузок, сложностью обобщения получаемых результатов.
Таким образом, остается актуальней задача совершенствование математических моделей и методов оптимизации установившихся режимов ЭЭС. В частности, более высокая надежность итерационных процессов и быстродействие могут быть достигнуты при моделировании на ЭВМ оптимальных режимов ЭЭС тепловой функцией. Такое моделирование основано на использовании широко известного в механике и электротехнике принципа наименьшего действия.
Цель работы. Разработка на основе принципа наименьшего действия математических моделей и алгоритмов оптимизации режимов электроэнергетических систем.
В соответствии с указанной целью основные задачи, решаемые в работе, состоят в следующем:
_ 4 -
разработка методики поиска оптимальных решений на основе принципа наименьшего действия;
разработка математической модели комплексной оптимизации режимов электрических систем;
моделирование экологического влияния электрических станций в задачах оптимизации их режимов;
оценка чувствительности оптимальных решений к изменениям активных мощностей электрических станций.
Методы исследований. Поставленная задача относится к классу оптимизационных. Для ее решения и анализа применены обобщающие методы теории подобия и моделирования, линейного и нелинейного программирования. Моделирование оптимальных режимов ЭЭС основано на фундаментальном принципе физики-принщше наименьшего действия. При разработке алгоритмов и программ оптимизации ЭЭС использовались элементы матричной алгебры, теории графов и декомпозиции.
Научная новизна. В" результате выполнения настоящей работыг
-
Показана принципиальная возможность и эффективность моделирования оптимальных режимов ЭЭС тепловой функцией системы.
-
На основе принципа наименьшего действия разработаны математические модели оптимальных режимов ЭЭС для разных видов критерия оптимальности.
-
Для разработанных математических моделей получены условия оптимального распределения активных и реактивных нагрузок электрических станций с учетом потерь в электрических сетях.
л. Разработана математическая модель учета экологического влияния тепловых электрических станций при оптимизации режимов их работы.
5. Предложен способ учета в задачах моделирования оптимальных режимов тепловой функцией ' параметрических ограничений.
Практическая ценность.Результаты исследований предназначены для оперативного управления и краткосрочного планирования нормальных режимов ЭЭС. Разработанные математические модели и алгоритмы могут быть использованы для созданш эффективных программ оптимизации установившихся режимов ЭЭС. Применение созданных алгоритмов и программ для анализа і
оперативного управления позволит диспетчерским службам энер-юсистем более обоснованно принимать решения по реализации засчетов наивыгоднейших режимов в темпе процесса.
Реализация научной работы. Разработанные в диссертации штемзтические модели, алгоритмы и программы моделирования жтимальных режимов ЭЭС, методика учета влияния вредных выб-зосов тепловых электрических станций на окружающую среду переданы для опытной эксплуатации в Юго-Западный региональный щспетчерский центр и Национальное энергетическое обьедине-ше Иордании.
Апробация работы. Основные положения и результаты дисее-)Тэционной работы докладывались и обсуждались на 2-ой и 3-й адзкдународных научно-технических конференциях "Контроль и ^правление в технических системах" ( г.Винница, 1993г., чВинница, 1995г.), 1-ой Международной конференции "Мате-іатическои Моделирование в электротехнике и электроэнергетике'' ( г.Львов ,1995),а'также на ежегодных нэучно-техничес-сих конференциях преподавателей, сотрудников и студентов їинницкого государственного технического университета.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано юсть печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация, общим объемом 208 границ, состоит из введения, четырех глав,заключения, списка штературы (90 наименований), содержит 139 страницы основного 'екста, 32 рисунка (30 страниц), 4-х приложений (39 страниц).
