автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Оптимизация эксплуатационных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными источниками электроэнергии

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

МАЛАФЕЕВ Алексей Вячеславович

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ С СОБСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2004

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

ЗАСЛАВЕЦ Борис Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ЛЯХОМСКИЙ Александр Валентинович

кандидат технических наук, доцент КОРНИЛОВ Геннадий Петрович

Ведущее предприятие: ОАО «Магнитогорский

металлургический комбинат», г. Магнитогорск

Защита состоится Ухр *¿уо2004 г. в /Г часов на заседании диссертационного совета К 212.111.02 "при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова по адресу: 450000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, - ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

Одинцов К.Э.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Переход энергетической отрасли России из монопольной сферы в сферу рыночных отношений вызывает пересмотр промышленными предприятиями сложившейся структуры централизованного электроснабжения от сетей электроэнергетических систем в направлении развития источников электроэнергии, не зависящих от режимов работы энергосистем и вырабатывающих более дешёвую электроэнергию.

Кроме того, тенденции развития энергосистем в последнее десятилетие, выражающиеся в росте тарифов и ужесточении штрафных санкций к потребителям-задолжникам вплоть до отключения, поднимают проблему энергетической безопасности крупных промышленных предприятий. Это связано с тем, что для предприятий многих энергоёмких отраслей ограничения по величине потребляемой мощности ведут к значительному ущербу, а незапланированные отключения могут вызвать крупные аварии.

Дня решения названных проблем многие предприятия, располагающие вторичными энергоресурсами, создают и расширяют собственную энергетическую базу, включающую тепловые электростанции и котельные, утилизирующие попутный газ, технологический пар и другие виды энергоносителей.

Сооружение новых заводских электростанций и расширение имеющихся во многих случаях приводит к существенному усложнению энергохозяйства предприятия, а, следовательно, изменяются условия работы электрических сетей и подстанций, релейной защиты и автоматики, электрооборудования потребителей во всех видах эксплуатационных режимов. Усложняется и анализ режимов системы электроснабжения диспетчерской службой.

В новых условиях от диспетчерского персонала энергохозяйства крупного предприятия требуется быстрое принятие решений, касающихся изменения текущего режима при проведении плановых мероприятий, аварийных отключениях, ограничениях со стороны энергосистемы. Это невозможно без оперативного прогнозирования режимов в условиях нормальной эксплуатации и аварийных ситуациях, которое осуществимо лишь при соответствующем программном оснащении рабочего места диспетчера. Алгоритмы и программы для этой цели разработаны и применяются для расчёта и оптимизации режимов энергосистем, системы электроснабжения же имеют ряд специфических особенностей и для них методическое и программное обеспечение является недостаточным. Задача усложняется, если на предприятии имеются собственные электростанции.

Всё перечисленное говорит о необходимости разработки методики, позволяющей проводить оперативные расчёты режимов, выбирать оптимальную схему питания потребителей и определять экономически целесообразный режим работы собственных источников электроэнергии при меняющихся балансовых условиях в реальном ритме времени. Разработка такой методики является необходимой частью реализации «Программы энергосбережения и развития энергохозяйства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» на 1997-2005 гг.» и согласуется с положениями Федеральной целевой программы «Энергосбе-

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

режение России на 1998-2005 годы». Работа проводилась при поддержке Министерства образования Российской Федерации (Единый заказ-наряд ГБ §53-96.08 «Исследование методов оптимизации сложных многоуровневых систем электроснабжения металлургических предприятий»).

Целью работы является повышение эффективности управления режимами систем электроснабжения промышленных предприятий, имеющих собственные электростанции, за счёт оптимизации эксплуатационных режимов.

Идея работы заключается в возможности использования для анализа режимов систем электроснабжения крупных предприятий подходов, применяемых к электроэнергетическим системам, при учёте характерных особенностей промышленных электрических станций и сетей.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработан метод оперативного расчёта и анализа эксплуатационных нормальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных режимов.

2. Разработан метод оптимального распределения активной и реактивной мощности между генераторами собственных электрических станций и узлами примыкания к энергосистеме.

3. Проведено статистическое исследование графиков нагрузок в системе электроснабжения Магнитогорского промышленного узла и разработана модель электрических нагрузок, позволяющая выполнять их оперативную коррекцию и учитывать влияние параметров режима.

4. Осуществлена программная реализация разработанных методик с использованием современных графических средств отображения информации.

5. Разработан метод оптимального регулирования напряжения в распределительных сетях путём изменения положения РПН силовых трансформаторов

6. При помощи разработанной программы проведены расчёты в условиях системы электроснабжения ОАО «ММК» и разработаны рекомендации по более эффективному использованию мощности собственных электростанций и снижению потерь электроэнергии в распределительной сети.

7. Выполнена оценка погрешности расчёта и реализации оптимальных режимов.

Методы исследования. Решение поставленных задач производилось на основе теоретических и экспериментальных исследований с использованием системного подхода к расчёту режимов электроэнергетических систем, теории тепловых двигателей, методов теории вероятностей и математической статистики, методов целочисленного программирования и покоординатной оптимизации, метода статистических испытаний. Исследования проводились с использованием интегрированной среды разработки программного обеспечения C++Builder и математических пакетов MathCAD, Excel, STADIA.

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается:

1) результатами вычислительного эксперимента, проведённого по методу статистических испытаний. Величина погрешности расчёта и реализации оптимальных режимов не превышает 5%;

2) корректным использованием алгоритмов динамического программирования, последовательного эквивалентирования, покоординатного спуска;

3) представительным объёмом выборки данных о нагрузках промышленного узла на основе графиков активной и реактивной мощности с пятиминутным интервалом осреднения за несколько смежных суток;

4) использованием реальных технических характеристик оборудования. Научная новизна работы.

1. Разработан алгоритм анализа эксплуатационных режимов систем электроснабжения крупных промышленных предприятий, содержащих сложнозамкну-тые сети и собственные источники электроэнергии, использующий усовершенствованный метод последовательного эквивалентирования и предусматривающий возможность расчёта разомкнутых и замкнутых сетей по единому принципу, а также позволяющий за счёт использования приёмов объектно-ориентированного программирования и графических возможностей современной вычислительной техники существенно упростить управление вычислительным процессом.

2. Разработана вероятностно-статистическая модель электрических нагрузок, предназначенная для анализа нормальных, утяжелённых и послеаварийных режимов, и позволяющая выполнять коррекцию нагрузок при проведении оперативных расчётов, задавать нагрузки с определённой вероятностью их появления, учитывать статические характеристики нагрузок по напряжению и частоте в по-слеаварийных, утяжелённых и автономных режимах.

3. Разработан метод оптимального распределения активной и реактивной мощности между агрегатами электростанций, основанный на принципах динамического программирования в сочетании с организацией вычислений методом последовательного эквивалентирования, принятым в данной работе за основу для решения большинства режимных задач.

4. Разработан метод выбора рациональных значений коэффициентов трансформации силовых трансформаторов в замкнутых сетях с целью снижения потерь электроэнергии за счёт оптимального регулирования напряжения и перераспределения потоков мощности;

5. Для оценки погрешности расчёта и реализации режимных мероприятий использован независимый метод статистических испытаний применительно к многофакторной модели, учитывающей потребление из энергосистемы, собственную выработку и затраты на передачу электроэнергии, дающий возможность1 выявить наличие систематической погрешности в используемых методах экви-валентирования сети и оптимизации режимов системы электроснабжения.

Практическая ценность результатов работы. 1. Разработанная методика обеспечивает снижение затрат на выработку и передачу электроэнергии в условиях промышленной системы электроснабжения и уменьшение расходов на приобретение электроэнергии у энергосистемы. Это позволяет диспетчерскому персоналу электростанций и энергохозяйства предприятия планировать оптимальную величину выработки и потребления активной и реактивной мощности с учётом потерь в сети при изменении состава работаю-

щего оборудования и балансовых условий. Кроме того, методика даёт возможность разрабатывать мероприятия по регулированию напряжения, обеспечивающие минимальные потери электроэнергии.

2. Алгоритм расчёта установившихся режимов даёт возможность осуществлять оперативное и перспективное планирование нормальных и ремонтных режимов, а также прогнозировать вероятные аварийные и послеаварийные режимы.

3. Предлагаемый метод расчёта и оптимизации может быть использован для систем электроснабжения любой сложности при любом количестве узлов связи и содержащих как разомкнутые, так и замкнутые сети. Метод может быть применён для решения более сложных режимных задач.

Реализация результатов работы.

1. На основе полученной методики разработана программа расчёта и оптимизации режимов систем электроснабжения, предназначенная для работы в режиме советчика диспетчера энергохозяйства, промышленной электростанции или цеха электрических сетей и подстанций.

2. Разработанная программа использована для оперативного прогнозирования эксплуатационных режимов системы электроснабжения ОАО «ММК». Она позволила получить значения выработки активной мощности, соответствующие минимуму расхода топлива и потерь электроэнергии в заводской сети. Диспетчерским персоналом электростанций ММК методика использована для оптимального распределения нагрузки между агрегатами.

3. По результатам исследований в рамках хозяйственного договора между М1 "ГУ им. Г.И. Носова и ОАО «ММК» предложены организационно-технические мероприятия по повышению эффективности управления режимами системы электроснабжения ОАО «ММК» с учётом ввода в эксплуатацию собственных источников электроэнергии, внедрённые совместно с УГЭ ОАО «ММК» в практику работы центральной диспетчерской службы энергохозяйства и центральной электротехнической лаборатории.

4. Экономический эффект за счёт снижения потерь электроэнергии в сети 110220 кВ по результатам внедрения составил 178 тыс. руб. в год.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Алгоритм оперативного расчёта и анализа эксплуатационных нормальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных установившихся режимов в сложных многоуровневых сетях крупных промышленных предприятий, включая метод отображения информации о схеме и её оперативной корректировки.

2. Вероятностно-статистическая модель электрических нагрузок для их оперативной коррекции в решении различных режимных задач оперативного управления, планирования и оптимизации режимов, требующих представления нагрузок с разной доверительной вероятностью.

3. Метод оптимизации распределения активной и реактивной мощности между агрегатами собственных электрических станций промышленного предприятия и узлами примыкания к энергосистеме.

4. Метод оптимального регулирования напряжения в сложнозамкнутых сетях на основе изменения коэффициентов трансформации силовых трансформаторов по критерию минимума потерь электроэнергии.

5. Методика оценки погрешности расчёта и реализации режима оптимального распределения активной мощности.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельных её глав докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (г. Магнитогорск, 1997, 2000 гг.), «Электроснабжение. Энергосбережение. Автоматизация» (г. Гомель, 2001 г.), федеральной научно-технической конференции «Электроснабжение. Электрооборудование. Энергосбережение» (г. Новомосковск, 2002 г.), международной научно-технической конференции молодых специалистов (ОАО «ММК», г. Магнитогорск, 2003 г.), ежегодных всероссийских научно-технических конференциях аспирантов и молодых учёных «Энергетики и металлурги - настоящему и будущему России» (г. Магнитогорск, 1997-2002 гг.), ежегодных конференциях МГТУ по итогам научно-исследовательских работ (2001-2003 гг.), научных семинарах кафедры электроснабжения промышленных предприятий МГТУ.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 печатных работ.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 177 наименований и 10 приложений. Объём работы составляет 167 страниц основного текста, включая 77 рисунков и 15 таблиц, библиографический список на 17 страницах, и 38 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, дана общая характеристика работы и названы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится анализ состояния и обзор исследований в области управления режимами систем электроснабжения промышленных предприятий, методов расчёта и оптимизации установившихся режимов, задач оперативного анализа режимов в условиях эксплуатации.

Усложнение структуры систем электроснабжения крупных предприятий, ввод в строй новых и расширение существующих собственных электростанций, необходимость улучшения экономических показателей энергохозяйства добавили к традиционным задачам управления режимами (распределение лимитов электропотребления и заявленной мощности между производствами и цехами) задачи, характерные ранее лишь для районных энергосистем, - разработку нормальных эксплуатационных схем, планирование ремонтных режимов, прогнозирование аварийных и послеаварийных режимов, оптимизацию использования мощности местных электростанций. Появляются и задачи, характерные только для систем электроснабжения, такие, как прогнозирование режимов глубоких ограничений и планирование оптимального распределения потоков мощности между собственными электростанциями и узлами связи с энергосистемой.

Анализ имеющихся в печатных работах материалов позволяет сделать вывод, что исследований в области управления режимами систем электроснабжения практически не проводилось, а оценка экономических показателей систем электроснабжения осуществляется только на стадии проектирования. Имеющиеся публикации содержат лишь общую постановку задачи без выделения конкретных составляющих. Кроме того, программное обеспечение анализа и планирования режимов ориентировано на электроэнергетические системы и не учитывает особенности построения сетей промышленного электроснабжения и особенности заводских электростанций. Не отражён и такой важный фактор, как тесная взаимосвязь режимов системы электроснабжения с технологическим процессом предприятия. В результате на текущий момент как оперативная, так и перспективная проработка эксплуатационных режимов на крупных предприятиях ведётся лишь на основании предшествующего опыта при отсутствии информации о параметрах планируемых режимов и без учёта экономических показателей.

Во второй главе рассмотрено использование усовершенствованного метода последовательного эквивалентирования для расчёта режимов систем электроснабжения, и отмечены особенности применения алгоритма для различных видов эксплуатационных режимов. Отличие предлагаемой модификации метода от используемой ранее состоит в единой организации вычислительного процесса для замкнутых и разомкнутых сетей и регулярном ходе решения за счёт применения обратного хода по напряжению. Кроме того, программная реализация алгоритма за счёт использования графических возможностей современных систем разработки и объектно-ориентированного подхода предполагает составление схемы замещения на основе взаимосвязей элементов, задаваемых на экране монитора. Каждый элемент схемы является объектом, свойства и методы которого включают его графическое отображение, технические данные и связи с другими элементами. Управление вычислительным процессом основывается на графических связях между элементами, что позволяет автоматизировать трудоёмкую работу по подготовке схемы. В алгоритме используется многолучевая схема замещения с одной поперечной ветвью (рис. 1), при эквивалентировании воспринимаемой как внутренние проводимость и ЭДС. Полноправными элементами схемы являются связи элемента, задаваемые средствами машинной графики. На прямом ходе решения задачи для каждого элемента схемы выполняется исключение единичного узла с созданием новой связи (рис. 2).

Проводимость и коэффициент трансформации новой связи элемента п

(1)

(2)

Новые значения ЭДС и проводим остей для элементов пит:

у —V ■ V

Исключение элемента разомкнутой сети выполняется аналогично. Прямой ход расчета режима заканчивается определением эквивалентных характеристик Еэкв,п и на шинах последнего п-ого элемента схемы, причем это может

быть любой элемент сети. На обратном ходе определяются напряжения и токи в схемах замещения элементов сети (рис. 3 и 4).

Ток по ьй связи:

(5)

Искомый ток оггаелеляется как

Таким образом, по одному и тому же алгоритму исключаются узлы замкнутой и разомкнутой сети, образованные присоединенными элементарными схемами и связанные с узлами более высокого уровня иерархии.

Порядок эквивалентирования не требует обязательного учёта иерархических принципов построения электрических сетей. Энергосистема или другие источники питания могут входить в процесс эквивалентирования обычной элементарной схемой, где Это свойство алгоритма позволяет рассчитывать схемы, содержащие любое количество балансирующих узлов. Свёртывание и развёртывание схемы в методе основано на общих законах электротехники, соотношения между переменными не содержат каких-либо приближений и допущений, что исключает погрешность эквивалентирования. При этом на нескольких шагах преобразования не происходит накопления систематической погрешности.

Анализ различных видов эксплуатационных режимов предполагает некоторые особенности расчёта. Так, при расчёте режимов короткого замыкания точка короткого замыкания вводится в схему балансирующим узлом с напряжением 0+]0 кВ. Анализ нормальных режимов сопровождается расчётом потерь мощности, необходимых для определения экономических показателей режима. Послеа-варийные и другие режимы, сопровождающиеся изменениями напряжения или частоты, требуют учёта влияния их на электрические нагрузки, для чего в расчёт вводятся показатели статических характеристик отдельных электроприёмников или их характерных групп. Независимо от указанных особенностей, расчёт режимов ведётся по единому алгоритму.

В третьей главе рассмотрено использование метода динамического программирования в сочетании с методом последовательного эквивалентирования для оптимизации загрузки генераторов собственных электростанций и мощности, потребляемой из энергосистемы. Кроме того, рассматриваются вопросы оптимального регулирования напряжения в замкнутой сети.

Задача оптимизации режима системы электроснабжения с собственными источниками электроэнергии формулируется следующим образом: найти минимум функционала

тт^З^.С^К,) 1-1

при независимых ограничениях

(8)

где - активная и реактивная мощность генерирующих источников,

К| - коэффициенты трансформации силовых трансформаторов,

- активные и реактивные мощности связи с энергосистемой,

р„ - активная и реактивная мощность нагрузки.

Для оценки допустимости должна быть проведена оценка режима по зависимым ограничениям:

Для согласования различных режимных задач по уровню затрат и устранения несоразмерности разработанная методика предусматривает декомпозицию задачи на три подзадачи, выполняемые последовательно с последующей дооптимизацией комплексного решения.

Оптимизация загрузки генераторов по активной мощности осуществляется методом динамического программирования. Использование этого метода позволяет учесть разрывность и недифференцируемость функции затрат и органично сочетается с организацией вычислений по методу последовательного эквивален-тирования для формирования совокупности возможных оптимальных решений в прямом ходе расчёта и выбора окончательного варианта в обратном. Взамен традиционного критерия оптимальности - минимума расхода топлива — выбрана минимальная стоимость расхода пара, поскольку большинство заводских электростанций имеет неблочную тепловую схему.

В качестве исходных данных для оптимизации используются расходные характеристики турбоагрегатов. В предлагаемом алгоритме используется табличное задание характеристик как наиболее простой способ учёта их разрывности и недифференцируемости.

Решение задачи динамического программирования имеет следующий вид.

Минимизируемой целевой функцией является стоимость пара

при заданной суммарной выработке турбогенераторами н

(12)

где x^ - оптимальное управление на.)-м шаге;

рДхд) - активная мощность, вырабатываемая генератором; - стоимость расхода пара при выработке Ограничения по располагаемой мощности учитываются неявно при получении состояния на каждом шаге условной оптимизации.

Мощность генератора задаётся равномерным дискретным рядом Р|=Р|тш?> • *?Рипа*. с постоянным шагом Др,. Через Вк(Рк) обозначается значение суммы функций на протяжении шагов от 1 до к, получаемое при оптимальном управлении на данном отрезке.

Функции Эк должны удовлетворять рекуррентному уравнению

Уравнение состояния в результате реализации управления х„ имеет вид:

Р„=Р„->+РлОО-

Так как о,(Р,) = (1,[р|(х1)]>то решение уравнения (11) при ограничении (12) начинается с определения дискретной функции

При определении каждого следующего члена (15) используются условия

Для ,)-го шага оптимизации рекуррентная функция имеет вид:

Результатом условной оптимизации являются условные минимумы целевой функции и условные оптимальные управления, определяющие загрузку турбогенераторов. Эти последовательности определяют решение задачи при заданных п и Рп. Далее используется последовательность условных оптимальных управлений и уравнений состояния. Наиболее сложным при такой постановке задачи является построение функций Этот шаг решения существенно

упрощается за счёт табличного задания рекуррентных соотношений.

Использование метода динамического программирования в указанном виде позволяет учесть ограничения как в форме равенств (условие баланса выработки и потребления), так и в форме неравенств (технические пределы генерации). Это позволяет отказаться от специальных методов учёта последних, таких, как введение штрафных функций или групповых ограничений, и существенно упростить вычислительную процедуру. Оптимизация загрузки генераторов по реактивной мощности выполняется по аналогичному алгоритму, при этом в качестве целевой функции используется функция потерь активной мощности в синхронной машине при выработке реактивной мощности.

Дооптимизация режима, учитывающая потери в сети и место генерирующих источников в системе электроснабжения, осуществляется по методу покоординатного спуска. С этой целью в каждом цикле эквивалентирования производится изменение мощности генерирующих источников на величину АР с сохранением условий связи с энергосистемой.

р(") = р(»)+др, р,<» =!><•> _др,

(Г=сг!0,+др, <з!1! =о:°'-л<з

(19)

Минимизация третьей части функции затрат £3(К|) осуществляется следующим образом. Минимизируемая функция представляет собой зависимость потерь электроэнергии от уровня напряжения в сети, который может поддерживаться за счёт изменения коэффициентов трансформации автотрансформаторов связи и понизительных трансформаторов за счёт перераспределения

потоков мощности в замкнутой сети. В качестве ограничений принимаются пределы регулирования РПН и допустимые величины напряжений в распределительной сети. Расчёт ведётся на основе рекуррентных соотношений:

Здесь к/п^ ку-п - коэффициенты трансформации 1;-го трансформатора соответственно на р-м и (р+1)-м шаге оптимизации; ДК -шаг по величине коэффициента трансформации, равный ступени регулирования. Положения РПН параллельно работающих трансформаторов принимаются одинаковыми.

В четвёртой главе приведены результаты экспериментального исследования эксплуатационных режимов системы электроснабжения ОАО «ММК» и даны рекомендации по управлению ими.

Система электроснабжения имеет характерные особенности, традиционно присущие районным энергосистемам (наличие сложнозамкнутых сетей, нескольких электростанций, крупных узлов нагрузки), и как объект исследования не имеет аналогов в отечественной промышленности. В её состав входят четыре узловых подстанции 220/110 кВ, транзитная подстанция с высшим напряжением 220 кВ, три электростанции (ТЭЦ, ЦЭС, ПВЭС) установленной мощностью 623 МВт, питающие линии напряжением 500,220, 110 кВ.

В исследованиях использовалась расчетная программа, реализующая рассмотренные методы. Расчёты нормальных режимов и режимов короткого замыкания проводились для нескольких вариантов оперативной конфигурации сети 110-220 кВ, включающих существующую схему и различные способы размыкания кольцевой сети (варианты I, II, III на рис. 4). Выполненные расчёты потерь активной мощности в схеме, токов короткого замыкания (см. рис.5) и остаточных напряжений на шинах 110-220 кВ позволяют сделать вывод о наиболее рациональной конфигурации распределительной сети.

Вследствие отсутствия полной информации о нагрузках применён способ их коррекции при оперативном расчёте режимов по замеренным величинам потребления из энергосистемы и выработки электростанций. Базовые значения нагрузок получены на основании статистической обработки графиков. При расчётах используются значения нагрузок, соответствующие заданной вероятности их появления в соответствии с полученными статистическими оценками и законами распределения, при этом изменения напряжения учитываются коэффициентами статизма нагрузки по напряжению.

Расчёты оптимальной загрузки генераторов по активной мощности были выполнены для различных условий связи с энергосистемой.: По результатам расчётов получены величины загрузки для электростанций ММК и их отдельных агрегатов при изменении приёма из энергосистемы, а также зависимость затрат на генерацию, приобретение и передачу электроэнергии от суммарной выработки. Оптимальное распределение активной мощности между генераторами на примере ЦЭС приведено на рис. 6., зависимость затрат от выработки показана на рис. 7. Выполненные расчёты показали наибольшую эффективность использования для выработки электроэнергии агрегатов ПВЭС. Экономический эффект от реализации оптимального режима складывается из общего снижения расхода топлива на выработку электроэнергии за счёт перераспределения нагрузки между агрегатами; дополнительное снижение затрат достигается за счёт снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях.

Рис. 7. Зависимость суммарных затрат от выработки собственных электростанций

Задача оптимизации положения РПН силовых трансформаторов решалась для трансформаторов замкнутой сети, при этом контролировались уровни напряжения в распределительной сети 110 кВ и поддерживался допустимый уровень напряжения на шинах 3—10 кВ понизительных подстанций. Зависимость потерь активной мощности от положения переключателей с выделением потерь нагрузочных и холостого хода приведена на рис. 8.

| > ирчсфсрматср»

' 1 1 (МММ

—А—•сагасет*

Рис. 8. Зависимость потерь актинной мощности от положения РПН трансформаторов замкнутой сети

В процессе работы определены условия использования располагаемой реактивной мощности генераторов электростанций, удовлетворяющие оптимальному режиму загрузки и допустимым величинам напряжений. Возможность использования реактивной мощности крупных синхронных двигателей, подключенных к шинам подстанций 110-220/10 кВ, ограничена значительным индуктивным сопротивлением трансформаторов и реакторов.

По результатам использования расчётной программы был разработан план мероприятий, внедрённый совместно с управлением главного энергетика ОАО «ММК» в практику работы диспетчерской службы. Экономический эффект от снижения потерь электроэнергии по результатам внедрения составил 178 тыс. руб. в год. Разработанная программа используется в качестве советчика диспетчера цехом электрических сетей и подстанций и центральной диспетчерской службой энергохозяйства.

В пятой главе дается оценка эффективности разработанного алгоритма и достоверности полученных результатов.

Оценка проводилась при помощи программы расчёта и оптимизации режимов. Программа написана и отлажена в среде разработки Borland C++ Builder 5.0 и использует стандартный графический пользовательский интерфейс. Исследуемый алгоритм последовательного эквивалентирования предполагает фиксированное количество итераций, при этом сходимость достигается при 3-4 итерациях, как видно из рис. 9.

При трёх итерациях время расчёта установившегося режима применительно к системе электроснабжения МПУ, включающей в себя около 2000 элементов расчётной схемы, на ПК с процессором Intel Celeron 766 и 256 MB оперативной памяти под управлением Windows XP Professional составило 8 секунд, что является приемлемой для оперативных расчётов величиной. Время расчёта потерь мощности составляет дополнительно 3 сек. Время открытия файла существенно зависит от скорости вращения жёсткого диска и для высокоскоростных модификаций составляет около 10 с.

Учёт регулирующего эффекта нагрузки по напряжению в условиях работы системы электроснабжения параллельно с энергосистемой позволяет уточнить результаты расчёта потокораспределения и режима напряжений. Снижение расчётных суммарных потерь активной мощности в системе при значениях К„(Р)=6,5 и K„(Q)=0,8 составило 1,8%. Необходимость одновременного учёта

влияния напряжения как на активную, так и на реактивную мощности нагрузки обусловлена тем, что потери активной мощности в равной мере зависят от обоих факторов. Время оптимизации без учёта потерь на машинах указанного выше класса составляет около 40 с и зависит от того, насколько существующий режим загрузки генераторов отличается от оптимального. Дооптимизация по величине потерь активной мощности даёт уточнение расчётного оптимального режима для условий системы электроснабжения ОАО «ММК» в сторону уменьшения суммарных затрат при времени счёта 5-20 минут и даёт изменение загрузки источников в пределах 4-6%.

Погрешность расчёта и реализации расчётных оптимальных режимов оценивалась методом статистических испытаний вследствие невозможности проведения активного эксперимента в системе электроснабжения. Для получения случайных значений нагрузок использовался нормальный закон распределения, случайных значений мощностей генераторов - равномерный закон распределения (см. формулы (22),(23)):

где - коэффициенты вариации активных и реактивных нагру-

зок (мощностей генераторов), - случайные числа.

Кривая оптимальных режимов и корреляционное поле точек при предположении Ргеи=уаг, 8нагр=сопз1 показаны на рис. 10. Погрешность реализации на рис. 10 составляет 0,63%. Расположение всех точек области рассеивания выше кривой оптимальных режимов говорит о том, что любое отклонение загрузки генераторов от расчётных оптимальных значений увеличивает величину затрат, что подтверждает правомерность методики оптимизации.

1 I

Рис. 10. К определению погрешности реализации оптимального режима

Для различных значений коэффициента вариации мощностей нагрузок и генераторов проведена серия расчётов отклонения целевой функции. Полученые зависимости показаны на рис. 11, из которых видно, что реализованный режим может заметно отличаться от расчётного оптимального (с погрешностью более 5%) лишь при значениях и более. Это позволяет использовать рассматриваемый алгоритм оптимизации в условиях систем электроснабжения крупных металлургических предприятий.

О 01 02 0.3 01 05 Коэффициент ириации

Рис. 11. Зависимость погрешности расчета и реализации от коэффициентов вариации нагрузок и

генераторной мощности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные в работе теоретические исследования и расчёты с использованием математических моделей, направленные на повышение эффективности систем электроснабжения и оперативного управления их режимами, позволяют сформулировать следующие основные результаты.

1. Разработан алгоритм расчёта установившихся режимов модифицированным методом последовательного эквивалентирования, предназначенный для анализа и оценки нормальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных режимов систем электроснабжения любой сложности, содержащих замкнутые сети и большое количество балансирующих узлов. В алгоритме реализована возможность автоматического управления процессом свёртывания и развёртывания схемы за счёт графических возможностей вычислительной техники и современных систем разработки программного обеспечения.

2. Разработаны вероятностно-статистическая модель электрических нагрузок и метод их оперативной коррекции, позволяющие получать численные значения нагрузок с заданной вероятностью их появления по относительным статистическим показателям графиков и дополнительно учитывать коэффициенты статизма нагрузок по частоте и напряжению.

3. Разработан метод оптимального распределения активной и реактивной мощности в системах электроснабжения, содержащих электрические станции, основанный на сочетании принципов динамического программирования и организации вычислительного процесса приёмами последовательного эквиваленти-рования, позволяющий учитывать функции затрат любого вида.

4. Разработан метод оптимального регулирования напряжения в распределительных сетях путём выбора положений РПН силовых автотрансформаторов 220/110 кВ и понизительных трансформаторов 110/6—10 кВ методом групповой покоординатной оптимизации по критерию минимума потерь электроэнергии и обеспечения допустимых уровней напряжения.

5. Разработана расчётная программа, выполняющая функции советчика диспетчера при оперативной разработке эксплуатационных режимов диспетчерским персоналом электрослужбы предприятия. Программа использована в работе центральной диспетчерской службы энергохозяйства и группы режимов центральной электротехнической лаборатории ОАО «ММК».

6. Разработан комплекс мероприятий по снижению затрат на электроэнергию в условиях ОАО «ММК». Экономический эффект от их внедрения складывается из экономии топлива на электростанциях и снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях. Экономия от снижения потерь электроэнергии в сети 110-220 кВ составляет 178 тыс. руб. в год, что подтверждается актом внедрения и справкой об экономической эффективности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Игуменщев В.А., Заславец Б.И., Малафеев А.В. Оптимизация управления реактивной мощностью на металлургических предприятиях// Энергосбережение на металлургических предприятиях: Докл. науч.-практич. конф. с междунар. участием. - Магнитогорск, 1997. - С. 114-121.

2. Игуменщев В.А., Малафеев А.В. Анализ эксплуатационных режимов систем электроснабжения// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 1998. - Вып. 4. - С. 196-200.

3. Игуменщев В.А., Малафеев А.В.. Оптимизация режима работы турбоагрегатов на электростанциях промышленных предприятий// Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. всерос. науч.-техн. конф. -Магнитогорск: МГТУ, 1998. - С. 40.

4. Организация вычислительного процесса при анализе иерархических схем электроснабжения/ В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, В.В. Зиновьев, И.Г. Курников// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2000. - Вып. 5. - С. 237-242.

5. Оперативное управление режимами электроснабжения/ Б.И. Заславец, В.А Игуменщев, А.В. Малафеев, В.В. Зиновьев// Энергосбережение на промышленных предприятиях: Материалы второй Междунар. науч.-техн. конф. - Магнитогорск, 2000. - С. 155-158.

6. Задачи управления режимами электроснабжения в энергосберегающих программах металлургических предприятий/ В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец,

A.В. Малафеев, В.В. Зиновьев// Электрификация металлургических предприятий Сибири.-Томск: Изд-во Том. ун-та, 2001.-Вып. 10.-С. 143-154.

7. Малафеев А.В., Зиновьев В.В., Игуменщев В.А. Оптимизация режима системы электроснабжения по затратам топлива на электростанциях// Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. 2-й Всерос. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов.-Магнитогорск: МГТУ, 2001.-С. 12.

8. Совершенствование режимов работы систем электроснабжения крупных металлургических предприятий/В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, А.В. Малафеев,

B.В. Зиновьев//Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Энергосбережение. Электроснабжение. Автоматизация».-Гомель: ГТТУ, 2001.-С. 16-17.

9. Игуменщев В.А., Малафеев А.В. Расчёт несинусоидальных режимов систем электроснабжения// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. - Вып. 6. - С. 294-301.

10. Малафеев ЛЖ Организация математического обеспечения анализа режимов АСУ электроснабжением металлургических предприятий// Автоматизация тех-

дологических и производственных процессов в металлургии: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. - С. 101 -107.

11. Управление режимами систем электроснабжения металлургических предприятий, включающих собственные электростанции/В .А. Игуменщев, Б.И. За-славец, А.В. Малафеев, В.В. Зиновьев// Электрика-2002. -№6. - С. 34-40.

12. Расчет режимов электроснабжения с учетом статических характеристик нагрузок по частоте и напряжению/ В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, А.В. Малафеев, В.В. Зиновьев, О.В. Буланова// Электрика. - 2002. - №11. - С. 11-15.

13. Учёт статических характеристик при автономной работе системы электроснабжения/ В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, А.В. Малафеев, В.В. Зиновьев, О.В. Буланова// Электрика. - 2002. - №12. - С. 14-17.

14. Расчёт установившихся режимов автономных систем электроснабже-ния/Б.И. Заславец, В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, В.В. Зиновьев, О.В. Булано-ва//Тез. докл. Федер. науч.-техн. конф. «Электроснабжение. Электрооборудование. Энергосбережение»-Новомосковск: НИ РХТУ, 2002.-С. 73-74.

15. Расчёт статических характеристик комплексной нагрузки в задаче расчёта установившихся режимов/ Б.И. Заславец, В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев,

B.В. Зиновьев, О.В. Буланова// Тез. докл. Федеральной науч.-техн. конф. «Электроснабжение. Электрооборудование. Энергосбережение». - Новомосковск: Изд-во НИ РХТУ, 2002. - С. 25-27.

16. Игуменщев В.А., Малафеев А.В., Буланова О.В. Расчёт динамических характеристик электрических нагрузок промышленного предприятия при анализе переходных режимов систем электроснабжения// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2002. - Вып. 7. -

C. 191-196.

17. Малафеев А.В. Оптимизация режима выработки электроэнергии тепловыми электростанциями металлургических предприятий// Энергосбережение, теплоэнергетика и металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр./ Под ред. Б.К. Сеничкина. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 30-41.

18. Малафеев А.В. Оперативное планирование оптимальных режимов системы электроснабжения промышленного предприятия с собственными электростанциями методом динамического программирования. - Магнитогорск, 2003. -16 с: ил. - Деп. в ВИНИТИ 29.09.03., №1736-В2003.

19. Задача оптимизации режимов системы электроснабжения ОАО «ММК» по критерию минимума потерь на генерацию реактивной мощности электростанциями/ Б.И. Заславец, В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, P.P. Хакимов, А.А. Осколков// Материалы 62-й науч.-техн. конф. по итогам НИР за 2002-2003 гг: Сб. докл. Т. 2. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 87-90.

. 20. Исследование установившихся режимов системы электроснабжения ОАО «ММК» в условиях ослабления связи с энергосистемой «Челябэнерго»/ В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, P.P. Хакимов, А.А. Осколков// Материалы 62-й науч.-техн. конф. по итогам НИР за 2002-2003 гг: Сб. докл. Т. 2-Магнитогорск: МГТУ, 2003. -С. 91-94.

Подписано в печать 15.01.04. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 34.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок МГТУ

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КРУПНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ, ИМЕЮЩИХ СОБСТВЕННЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.

1.1. Обзор исследований по методам управления режимами электроэнергетических систем и систем электроснабжения.

1.2. Аналитический обзор методов оптимизации режимов сложных систем электроснабжения.

1.3. Аналитический обзор методов расчёта установившихся режимов электрических систем.

1.4. Цели и задачи исследования.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

2.1. Постановка задачи моделирования режимов систем электроснабжения.

2.2. Алгоритм и программа расчёта установившихся режимов.

2.3. Математические модели элементов электрической сети.

2.4. Особенности расчёта режимов короткого замыкания.

2.5. Расчёт потерь мощности в электрических сетях.

3. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

3.1. Постановка задачи оптимизации.

3.2. Технико-экономические характеристики турбогенераторов местных электрических станций.

3.3. Оптимизация распределения активной мощности между генераторами местных электростанций и энергосистемой.

3.4. Оптимизация распределения реактивной мощности и регулирование напряжения.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОАО «МАГНИТОГОРСКИЙ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ».

4.1. Постановка задачи.

4.2. Технико-экономические характеристики системы электроснабжения исследуемого объекта.

4.3. Построение схемы замещения электрической сети.

4.4. Математическая модель электрических нагрузок для оперативного расчёта режимов.

4.5. Статистическое исследование графиков электрических нагрузок МПУ.

4.6. Анализ эксплуатационных режимов системы электроснабжения МПУ.

4.7. Исследование эксплуатационных режимов с использованием статических характеристик источников и нагрузки по напряжению и частоте.

4.8. Оценка эффективности оптимального использования мощности собственных электростанций.

4.9. Оптимальное регулирование напряжения

5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМА И ДОСТОВЕРНОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5.1. Оценка программной реализации алгоритма.

5.2. Анализ вычислительного процесса расчёта и оптимизации установившихся режимов систем электроснабжения.

5.3. Оценка погрешности расчёта и реализации режимов оптимального распределения активной мощности.

Актуальность проблемы. Обозначившийся в начале девяностых годов и усиливающийся в настоящее время переход энергетической отрасли России из монопольной сферы в сферу конкурентных отношений вызывает пересмотр промышленными предприятиями структуры централизованного электроснабжения от электроэнергетических систем в направлении поиска и развития собственных источников электроэнергии, не зависящих от режимов работы энергосистем и вырабатывающих более дешёвую электроэнергию.

Кроме того, тенденции развития энергетических систем Российской Федерации в последнее десятилетие, выражающиеся в росте тарифов на электрическую энергию, ужесточении штрафных санкций к потребителям-задолжникам вплоть до отключения, поднимают проблему энергетической безопасности крупных промышленных предприятий. Это связано с тем, что для предприятий многих энергоёмких отраслей ограничения по величине потребляемой мощности ведут к значительному экономическому ущербу, а незапланированные отключения могут вызвать техногенные катастрофы.

Для решения названных проблем многие предприятия, располагающие вторичными энергоресурсами, создают и расширяют собственную энергетическую базу, включающую тепловые электростанции и котельные, утилизирующие попутный газ, технологический пар и другие виды энергоносителей.

Сооружение новых и расширение имеющихся заводских электростанций во многих случаях приводит к существенному усложнению энергохозяйства предприятия, а, следовательно, изменяются условия работы электрических сетей и подстанций, релейной защиты и автоматики, электрооборудования потребителей во всех видах эксплуатационных режимов. Усложняется и анализ режимов системы электроснабжения диспетчерской службой.

В новых условиях от диспетчерского персонала энергохозяйства крупного предприятия требуется быстрое принятие решений, касающихся изменения текущего режима при проведении плановых мероприятий, аварийных отключениях, ограничениях со стороны энергосистем. Это невозможно без 5 оперативного прогнозирования последствий планируемых режимов в условиях нормальной эксплуатации и аварийных ситуациях, которое осуществимо лишь при соответствующем программном оснащении рабочего места диспетчера. Алгоритмы и программы для этой цели разработаны и применяются для расчёта и оптимизации режимов энергосистем, системы электроснабжения же имеют ряд специфических особенностей и для них методическое и программное обеспечение является недостаточным. Задача усложняется, если на предприятии имеются собственные электростанции.

Всё перечисленное говорит о необходимости разработки методики, позволяющей проводить оперативные расчёты режимов систем электроснабжения, выбирать наиболее оптимальную схему питания потребителей и определять экономически целесообразный режим работы собственных источников электроэнергии при меняющихся балансовых условиях в реальном ритме времени. Разработка такой методики является необходимой частью реализации «Программы энергосбережения и развития энергохозяйства ОАО «ММК» на 1997-2005 гг.» и согласуется с положениями Федеральной целевой программы «Энергосбережение России на 1998-2005 годы».

Работа проводилась при поддержке Министерства образования (заказ-наряд ГБ §53-96.08 «Исследование методов оптимизации сложных многоуровневых систем электроснабжения металлургических предприятий»).

Целью работы является повышение эффективности управления режимами систем электроснабжения промышленных предприятий, имеющих собственные электростанции, за счёт оптимизации эксплуатационных режимов.

Идея работы заключается в возможности использования для анализа режимов систем электроснабжения крупных предприятий подходов, применяемых к электроэнергетическим системам, при учёте особенностей промышленных электрических станций и сетей.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработан метод оперативного расчёта и анализа эксплуатационных нормальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных режимов.

2. Разработан метод оптимального распределения активной и реактивной мощности между генераторами собственных электрических станций и узлами примыкания к энергосистеме.

3. Проведено статистическое исследование графиков нагрузок в системе электроснабжения Магнитогорского промышленного узла и разработана модель электрических нагрузок, позволяющая выполнять их оперативную коррекцию и учитывать влияние параметров режима.

4. Осуществлена программная реализация разработанных методик с использованием графических средств отображения информации.

5. Разработан метод оптимального регулирования напряжения путём изменения положения РПН силовых трансформаторов.

6. При помощи разработанной программы проведены расчёты в условиях системы электроснабжения ОАО «ММК» и разработаны рекомендации по более эффективному использованию мощности собственных электростанций и снижению потерь электроэнергии в распределительной сети.

7. Выполнена оценка погрешности реализации оптимальных режимов.

Методы исследования. Решение поставленных задач производилось на основе теоретических и экспериментальных исследований с использованием системного подхода к расчёту режимов электроэнергетических систем, теории тепловых двигателей, методов теории вероятностей и математической статистики, методов целочисленного программирования и покоординатной оптимизации, метода статистических испытаний. Исследования проводились с использованием интегрированной среды разработки программного обеспечения C++Builder и математических пакетов MathCAD, Excel, STADIA.

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается:

1) результатами вычислительного эксперимента, проведённого по методу статистических испытаний. Величина погрешности расчёта и реализации оптимальных режимов не превышает 5%;

2) корректным использованием алгоритмов динамического программирования, последовательного эквивалентирования, покоординатного спуска;

3) представительным объёмом выборки данных о нагрузках промышленного узла на основе графиков активной и реактивной мощности с пятиминутным интервалом осреднения за несколько смежных суток;

4) использованием реальных технических характеристик оборудования.

Научная новизна работы.

1. Разработан алгоритм анализа эксплуатационных режимов систем электроснабжения крупных промышленных предприятий, содержащих сложнозамкнутые сети и собственные источники электроэнергии, использующий усовершенствованный метод последовательного эквивалентирования и предусматривающий возможность расчёта разомкнутых и замкнутых сетей по единому принципу, а также позволяющий за счёт использования приёмов объектно-ориентированного программирования и графических возможностей современной вычислительной техники существенно упростить управление вычислительным процессом.

2. Разработана вероятностно-статистическая модель электрических нагрузок, предназначенная для анализа нормальных, утяжелённых и послеава-рийных режимов, и позволяющая выполнять коррекцию нагрузок при проведении оперативных расчётов, задавать нагрузки с определённой вероятностью их появления, учитывать статические характеристики по напряжению и частоте в послеаварийных, утяжелённых и автономных режимах.

3. Разработан метод оптимального распределения активной и реактивной мощности между агрегатами электростанций, основанный на принципах динамического программирования в сочетании с организацией вычислений методом последовательного эквивалентирования, принятым в данной работе за основу для решения большинства режимных задач.

4. Разработан метод выбора рациональных значений коэффициентов трансформации силовых трансформаторов в замкнутых сетях с целью снижения потерь электроэнергии за счёт оптимального регулирования напряжения и перераспределения потоков мощности;

5. Для оценки погрешности расчёта и реализации режимных мероприятий использован независимый метод статистических испытаний применительно к многофакторной модели, учитывающей потребление из энергосистемы, собственную выработку и затраты на передачу электроэнергии, дающий возможность выявить наличие систематической погрешности в используемых методах эквивалентирования сети и оптимизации режимов.

Практическая ценность результатов работы.

1. Разработанная методика обеспечивает снижение затрат на выработку и передачу электроэнергии в условиях промышленной системы электроснабжения и уменьшение расходов, связанных с платой за потреблённую из энергосистемы электроэнергию. Это позволяет диспетчерскому персоналу электростанций и энергохозяйства предприятия планировать оптимальную величину выработки и потребления с учётом потерь в сети при изменении состава работающего оборудования и балансовых условий. Кроме того, методика даёт возможность разрабатывать мероприятия по регулированию напряжения, обеспечивающие минимальные потери электроэнергии.

2. Алгоритм расчёта установившихся режимов даёт возможность осуществлять оперативное и перспективное планирование нормальных и ремонтных режимов, а также прогнозировать вероятные аварийные и послеава-рийные режимы.

3. Предлагаемый метод расчёта и оптимизации может быть использован для систем электроснабжения любой сложности при любом количестве узлов связи, а также содержащих как разомкнутые, так и замкнутые сети. Метод может быть применён для решения более сложных режимных задач.

Реализация результатов работы.

1. На основе полученной методики разработана программа расчёта и оптимизации режимов систем электроснабжения, предназначенная для работы в режиме советчика диспетчера энергохозяйства, промышленной электростанции или цеха электрических сетей и подстанций.

2. Разработанная программа использована для оперативного прогнозирования эксплуатационных режимов системы электроснабжения ОАО «ММК». Она позволила получить значения выработки активной мощности, соответствующие минимуму расхода топлива и потерь электроэнергии в заводской сети. Диспетчерским персоналом электростанций ММК методика использована для оптимального распределения нагрузки между агрегатами.

3. По результатам исследований в рамках хозяйственного договора между МГТУ им. Г.И. Носова и ОАО «ММК» предложены организационно-технические мероприятия по повышению эффективности управления эксплуатационными режимами системы электроснабжения с учётом ввода в эксплуатацию собственных источников электроэнергии, внедрённые совместно с УГЭ ОАО «ММК» в практику работы центральной диспетчерской службы энергохозяйства и центральной электротехнической лаборатории.

4. Экономический эффект за счёт снижения потерь электроэнергии в сети 110-220 кВ по результатам внедрения составил 178 тыс. руб. в год.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Алгоритм оперативного расчёта и анализа эксплуатационных нормальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных установившихся режимов в сложных многоуровневых сетях крупных промышленных предприятий, включая метод отображения информации о схеме и её оперативной корректировки.

2. Вероятностно-статистическая модель электрических нагрузок для их оперативной коррекции в решении различных режимных задач оперативного управления, планирования и оптимизации режимов, требующих представления нагрузок с разной доверительной вероятностью.

3. Метод оптимизации распределения активной и реактивной мощности между агрегатами собственных электрических станций промышленного предприятия и узлами примыкания к энергосистеме.

4. Метод оптимального регулирования напряжения в сложнозамкнутых сетях на основе изменения коэффициентов трансформации силовых трансформаторов по критерию минимума потерь электроэнергии.

5. Методика оценки погрешности расчёта и реализации режима оптимального распределения активной мощности.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельных её глав докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (г.Магнитогорск, 1997, 2000 гг.) и «Электроснабжение. Энергосбережение. Автоматизация» (г. Гомель, 2001 г.), федеральной научно-технической конференции «Электроснабжение. Электрооборудование. Энергосбережение» (г. Новомосковск, 2002 г.), международной научно-технической конференции молодых специалистов (ОАО «ММК», г. Магнитогорск, 2003 г.), ежегодных всероссийских научно-технических конференциях аспирантов и молодых учёных «Энергетики и металлурги - настоящему и будущему России» (г. Магнитогорск, 1997-2002 гг.), ежегодных конференциях МГТУ по итогам научно-исследовательских работ (2001-2003 гг.), научных семинарах кафедры электроснабжения промышленных предприятий МГТУ им. Г.И. Носова.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 25 печатных работ. Отдельные результаты использованы в монографии Г.В. Никифорова, В.К. Олейникова, Б.И. Заславца «Энергосбережение и управление энергопотреблением в металлургическом производстве» (М., 2003).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, библиографического списка из 182 наименований и 12 приложений. Объём работы составляет 212 страниц, в том числе 172 страницы основного текста, включая 50 рисунков и 11 таблиц.

Выводы

1. На основе предлагаемого алгоритма расчёта и оптимизации установившихся режимов разработана программа, пользовательский интерфейс и требования к аппаратным ресурсам которой позволяют рекомендовать её к использованию в составе программного комплекса рабочего места диспетчера.

2. Анализ вычислительной эффективности алгоритмов, проведённый на основе созданной программы, позволяет говорить об абсолютной сходимости алгоритма расчёта установившегося режима и алгоритма оптимизации, а достаточно малое время счёта даёт возможность использовать алгоритм и программу при оперативном прогнозировании режимов.

3. Для оценки погрешности алгоритма оптимизации предлагается использовать метод статистических испытаний.

4. Величина совокупной погрешности расчёта и реализации позволяет оценить допустимые пределы отклонений параметров расчёта и реализации режимов.

5. Статистические испытания, проведённые для условий системы электроснабжения МПУ, дают величину совокупной погрешности не более 1,5%, что позволяет рекомендовать предлагаемый алгоритм оптимизации для применения в условиях систем электроснабжения крупных металлургических предприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные в работе теоретические исследования и расчёты с использованием математических моделей, направленные на повышение эффективности систем электроснабжения и оперативного управления их режимами, позволяют сформулировать следующие основные результаты.

1. Разработан алгоритм расчёта установившихся режимов модифицированным методом последовательного эквивалентирования, предназначенный для анализа и оценки нормальных, ремонтных, аварийных и послеава-рийных режимов систем электроснабжения любой сложности, содержащих замкнутые сети и большое количество балансирующих узлов. В алгоритме реализована возможность автоматического управления процессом свёртывания и развёртывания схемы за счёт графических возможностей вычислительной техники и современных систем разработки программного обеспечения.

2. Разработаны вероятностно-статистическая модель электрических нагрузок и метод их оперативной коррекции, позволяющие получать численные значения нагрузок с заданной вероятностью их появления по относительным статистическим показателям графиков и дополнительно учитывать коэффициенты статизма нагрузок по частоте и напряжению.

3. Разработан метод оптимального распределения активной и реактивной мощности в системах электроснабжения, содержащих электрические станции, основанный на сочетании принципов динамического программирования и организации вычислительного процесса приёмами последовательного эквивалентирования, позволяющий учитывать функции затрат любого вида.

4. Разработан метод оптимального регулирования напряжения в распределительных сетях путём выбора положений РПН силовых автотрансформаторов 220/110 кВ и понизительных трансформаторов 110/6-10 кВ методом групповой покоординатной оптимизации по критерию минимума потерь электроэнергии и обеспечения допустимых уровней напряжения.

5. Разработана расчётная программа, выполняющая функции советчика диспетчера при оперативной разработке эксплуатационных режимов диспетчерским персоналом электрослужбы предприятия. Программа использована в работе ЦДС энергохозяйства, цеха электрических сетей и подстанций и группы режимов ЦЭТЛ ОАО «ММК».

6. Разработан комплекс мероприятий по снижению затрат на электроэнергию в условиях ОАО «ММК». Экономический эффект от их внедрения складывается из экономии топлива на электростанциях и снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях. Экономия от снижения потерь электроэнергии в сети 110-220 кВ составляет 178 тыс. руб. в год, что подтверждается актом внедрения и справкой об экономической эффективности (приложения П9 и П10). Разработанные мероприятия способствуют повышению эффективности управления режимами системы электроснабжения ОАО «ММК» и промышленного узла в целом.

1. Абакшин Т.С., Протопопова Т.Н. Подсистема оптимального долгосрочного планирования и среднесрочных энергетических режимов на уровнях ИДУ ЕЭС России и ОДУ// Новое в российской энергетике. 2002. - №10. - С. 2-4.

2. Айвазян С.А. Статистическое исследование зависимостей. М.: Металлургия, 1968.-228 с.

3. Александров О.И., Бабкевич Г.Г. Оперативный алгоритм расчёта режимов электрических сетей// Изв. вузов. Энергетика. 1990. - №12. - С. 49-51.

4. Александров О.И., Бабкевич Г.Г. Применение метода коэффициентов распределения для оперативной коррекции конфигурации электрической сети// Изв. вузов. Энергетика.- 1990.-№6.-С. 14-18.

5. Александров О.И., Домников C.B., Бабкевич Г.Г. Метод оптимизации суточного режима электроэнергетической системы по активной мощности с учётом потерь в сети методом динамического программирования// Изв. РАН. Энергетика. 1993. - №1. -С. 81-97.

6. Алексеев О.Г. Комплексное применение методов дискретной оптимизации. М.: Наука, 1987.-248 с.

7. Арзамасцев А.Д., Саламатов И.А., Игуменщев В.А. Вероятностное моделирование электрических нагрузок крупных промышленных предприятий// Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1976. - №5. - С. 139-143.

8. Арзамасцев Д.А., Бартоломей П.И., Холян A.M. АСУ и оптимизация режимов энергосистем. М.: Высш.шк., 1983. - 208 с.

9. Арзамасцев ДА., Игуменщев В.А. Расчёт оптимального распределения реактивной мощности методом последовательного эквивалентирования// Электричество. 1976. -№1.-С. 70-72.

10. Ю.Арис Р. Дискретное динамическое программирование. Введение в оптимизацию многошаговых процессов. М.: Мир, 1969. - 171 с.

11. П.Астахов Ю.Н., Лежнюк П.Д., Нагул В.Н. О моделировании оптимальных режимов электроэнергетических систем// Электронное моделирование.-1990.-№2. С. 84-89.

12. Афанасьев А.И., Идельчик В.И., Ковалевнч В.Н., Кононов Ю.Г. Оптимизация эксплуатационных режимов разомкнутых распределительных сетей по напряжению и реактивной мощности// Электричество. 1995. - №3. - С. 19-22.

13. Бадалян Л.А., Гороян А.Т., Мариносян Р.Э. Методика оперативного определения потерь активной мощности в сети//Изв. вузов. Энергетика.-1990.- №6. С. 48-51.

14. Барзам А.Б. Системная автоматика. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 446 с.

15. Баринов В.А., Совалов С.А. Развитие методов управления режимами электроэнергетических систем// Электричество. 1990. - №1. - С. 1-9.

16. Баринов В.А., Совалов С.А. Режимы энергосистем: Методы анализа и управления. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 440 с.

17. Бартоломей П.И., Грудинин Н.И. Оптимизация режимов энергосистем методами аппроксимирующего и сепарабельного программирования// Изв. РАН. Энергетика. -1993.-№1.-С. 72-80.

18. Беллман Р. Динамическое программирование. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960.-410 с.

19. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. -М.: Наука, Главная редакция физ.-мат. литературы, 1965. 460 с.

20. Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины/ Под ред. Д.П. Бузина. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 272 с.

21. Болотов В.В. Теоретические основы выбора экономического режима сложной электроэнергетической системы. М.: Изд-во АН СССР, 1947. - 273 с.

22. Борисов Р.И. Формализация правил многоцелевой оптимизации управления электроэнергетическими системами//Электричество. 1986. -№1.- С. 5-8.

23. Булатов Б.Г., Ушаков И.М., Фомин Н.И. Методы расчёта потерь электроэнергии в задаче оптимизации эксплуатационной схемы распределительной электрической сети// Изв. вузов. Энергетика. 1990. - №4. - С. 38-40.

24. Васин В.П., Рокотян И.С., Фёдоров Л.А. Анализ необходимой точности реализации расчётного оптимального режима электроэнергетической системы// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1970. - №3. - С. 12-20.

25. Веников В.А., Будзко И.А., Левин М.С., Блохина Е.Л., Петров В.А. О методах решения многокритериальных оптимизационных задач электроэнергетики с неопределёнными величинами// Электричество. 1987. - №2. - С. 1-7.

26. Веников В.А., Журавлёв В.Г., Филиппова Т.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.

27. Веников В.А., Идельчик В.И., Елисеев М.С. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 214 с.

28. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972. - 552 с.

29. Вершинин П.П., Бугаенко A.B., Цыганок А.Г. Рациональное использование генераторов заводских ТЭЦ для компенсации реактивной мощности// Промышленная энергетика. 1989. - №9. - С. 38-39.

30. Волков Э.П., Баринов В.А. Управление развитием и функционированием электроэнергетики в условиях формирования рыночных отношений// Изв. АН. Энергетика. -2002.-№5.-С. 37-48.

31. Волобринский С.Д., Каялов Г.М., Клейн П.Н., Мешель Б.С. Электрические нагрузки промышленных предприятий. Л.: Энергия, 1971. - 264 с.

32. Вопросы методики определения и снижения потерь электроэнергии в электрических сетях/ Б.Л. Айзенберг, В.М. Дмитриев, Л.Д. Клебанов; Под ред. Б.А. Константинова// Труды Ленинград, инж.-эконом. ин-та. Л.: 1958. - Вып. 21. - 120 с.

33. Воробьёв В.А. Определение электрических нагрузок объектов// Изв. вузов. Энергетика. 1990. - №1. - С. 33-36.

34. Вчерашний В.П. Вопросы применения искусственного интеллекта в электроэнергетических системах// Электричество. 1988. - №12. - С. 1-9.

35. Гамазин С.И., Марков В.А. Использование статических характеристик потерь мощности для оптимизации режимов в системах цехового электроснабжения// Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: Изд-во Том ун-та. -2001.-Вып. 10.-С. 121-132.

36. Гамазин С.И., Черепанов В.В. Применение алгебры матриц и теории вероятностей к решению задач электроснабжения. Горький: ГГУ, 1979. - 94 с.

37. Гераскин О.Т. Оптимизация режимов электроэнергетических систем комплексным методом нелинейного программирования// Изв. вузов. Энергетика. 1979. - №6. -С. 3-8.

38. Гераскин О.Т. Оптимизация режимов электроэнергетических систем обобщённым симплексным методом нелинейного программирования// Изв. вузов. Энергетика.1978.-№9.-С. 9-13.

39. Гераскин О.Т. Оптимизация режимов энергетических систем методом планирования эксперимента// Изв. вузов. Энергетика. 1977. - №8. - С. 10-14.

40. Гераскин О.Т. Оптимизация режимов энергетических систем модифицированным методом Ньютона с аппроксимацией матрицы Гессе// Изв. вузов. Энергетика.1979.-№1.-С. 14-19.

41. Глазунов A.A., Глазунов A.A. Электрические сети и системы. М.: Госэнергоиздат, 1960.-368 с.

42. Говоров Ф.П. Комплексная оптимизация режимов работы систем электроснабжения городов// Промышленная энергетика. 2000. - №8. - С. 9-12.

43. Гольденблат В.И. Применение математического оптимального программирования для электроснабжения промышленных предприятий// Электричество. 1971. - №2. -С. 21-24.

44. Гончарюк Н.В. Методика эквивалентирования электрической сети// Электричество. 2000. - №8. - С. 11-17.

45. Гордиевский И.Г., Лордкипанидзе В.Д. Оптимизация параметров электрических сетей/ Под ред. Г.В. Сербиновского. М.: Энергия, 1978. - 346 с.

46. Горнштейн В.М. Методика наивыгоднейшего распределения нагрузки между параллельно работающими электростанциями// Электрические станции. 1937. - №12. — С. 13-18.

47. Горнштейн В.М. Наивыгоднейшее распределение нагрузок между параллельно работающими электростанциями. — М., Госэнергоиздат, 1949. 257 с.

48. Горушкин В.И., Романовская Т.К., Александров О.И. Применение алгоритма квадратичного программирования к задаче оптимального распределения реактивных нагрузок// Изв. вузов. Энергетика. 1969. - №5. - С. 6-10.

49. Гуревич Ю.Е., Либова JT.E., Тимофеев В.А. Учёт нагрузки при оптимизации распределения реактивных мощностей// Электричество. 1986. - №4. - С. 50-51.

50. Гусейнов Ф.Г. Упрощение расчётных схем электрических систем. М.: Энергия, 1978.-184 с.

51. Давыдов В.В., Липес A.B. Метод расчёта установившихся режимов систем электроснабжения промышленных предприятий// Изв. вузов. Электромеханика. 1990. -№8.-С. 82-85.

52. Димо П. Модели РЕИ и параметры режима. Объединённые энергосистемы: Пер. с рум. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 392 с.

53. Домышев A.B., Осак А.Б. Компьютерная система ведения оперативной схемы энергосистемы и управления диспетчерским щитом// Системные исследования в энергетике: Труды молодых учёных ИСЭМ СО РАН. Иркутск: ИСЭМ СО РАН. -2001.-Вып. 31. —С. 5-12.

54. Егоричев А.П. Развитие ТЭЦ-ПВС чёрной металлургии// Промышленная энергетика.-1988.-№5.-С. 11-13.

55. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. М.: Энергоиздат, 1981.- 200 с.

56. Жуков В.В. Учёт комплексной нагрузки при расчёте токов коротких замыканий в электроустановках высокого напряжения// Электричество-1990. №3. - С. 63-67.

57. Иванов Е.А. Наивыгоднейшее распределение нагрузки между агрегатами// Электричество. 1930. -№13. - С. 22-26.

58. Игуменщев В.А., Саламатов И.А., Коваленко Ю.П. Расчёт установившегося режима системы электроснабжения промышленного предприятия методом последовательного эквивалентирования// Электричество. 1986. - №8. - С. 7-12.

59. Игуменщев И.А., Саламатов И.А., Коваленко Ю.П. Расчёт токов короткого замыкания в промышленных электрических сетях методом последовательного эквивалентирования// Электричество. — 1989. -№5. С. 16-21.

60. Идельчик В.И. Расчёты и оптимизация режимов электрических сетей и систем. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.

61. Идельчик В.И. Расчёты установившихся режимов электрических систем/ Под ред. A.B. Веникова. М.: Энергия, 1977. - 192 с.

62. Карасёв Ю.Д. Разработка метода эквивалентирования сложных электрических систем для расчёта установившихся режимов: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.14.02/МЭИ.-М.: 1986.-20 с.

63. Козлов В.А. К вопросу оптимизации систем электроснабжения// Промышленная энергетика. 1992. - №2. - С. 2-3.

64. Кононов Ю.Д., Мазурова О.В. Тенденция снижения энергоёмкости промышленности и влияние на неё темпов экономического роста// Изв. АН. Энергетика. 2002. -№3. - С. 88-92.

65. Копцев JI.A. Оптимизация энергобаланса собственных электростанций ОАО «ММК»// Энергосбережение на промышленных предприятиях: материалы второй Международной научно-технической конференции/ Под общ. ред. Б.И.Заславца. -Магнитогорск, 2000.-С. 151-155.

66. Копцев JI.A., Никифоров Г.В. Основные подходы к оптимизации энергобаланса металлургического предприятия на примере ОАО «ММК»// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: Ml ТУ. - 1998. -Вып. 4.-С. 184-187.

67. Корнилов Г.П. Анализ тарифов на электроэнергию для непромышленных потребителей// Электротехнические системы и комплексы: Сб. науч. тр. 2003. - Вып. 7. -С. 206-211.

68. Крумм JI.A. Методы оптимизации при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1981. - 320 с.

69. Крумм JI.A. Методы приведённого градиента при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1977. - 368 с.

70. Крумм JI.A. Уравнения стационарного режима электрической системы с учётом статических характеристик нагрузок и генераторов при автоматическом регулировании частоты, напряжения и мощности. Таллин: Изд-во ТЛИ, 1957. - 20 с.

71. Круть Н.С., Мосин М.Ф., Чупак Т.М. Эквивалентирование ЛЭП с промежуточными отборами//Электричество. 1986.-№1. -С. 51-53.

72. Кудрин Б.И. План ГОЭЛРО и развитие топливно-энергетического комплекса страны// Промышленная энергетика. 1992. - №12. - С. 2-8.

73. Кудрин Б.И. Реструктуризация чёрной металлургии и план ГОЭЛРО// Промышленная энергетика. 2000. - №12. - С. 8-15.

74. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. -М.: Высшая школа, 1995.-413 с.

75. Лоханин Е.К. Расчёт и анализ режимов работы энергосистем с учётом изменения частоты// Электричество. 1995. - №3. - С. 12-18.

76. Ляхомский A.B. Блазнин С.Б. Режимы напряжений в распределительных сетях приисков// Изв. вузов. Горный журнал. 1992. - №4. - С. 96-99.

77. Ляхомский A.B. Моделирование электрических нагрузок на базе многоуровневой кластеризации// Изв. вузов. Электромеханика. 1989. - №5. - С. 126-128.

78. Майзель С.Я. Методы оптимизации структуры энергетических систем на основе последовательного эквивалентирования// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -1972.-№1.-С. 38-48.

79. Манусов В.З., Озерных И.Л., Перков С.Д. Расчёт установившихся режимов электрических систем в нечётко определённых условиях// Изв. вузов. Энергетика. 1986. -№8. -С. 13-17.

80. Маркович И.М. Режимы энергетических систем. М.: Энергия, 1969. - 350 с.

81. Мелентьев JI.A. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики. М.: Высш. шк., 1982. - 319 с.

82. Мелентьев JI.A. Системные исследования в энергетике.-М.: Наука, 1983. 456 с.

83. Мельников H.A. Электрические сети и системы. М.: Энергия, 1975. - 464 с.

84. Методы оптимизации режимов энергосистем/ Под ред. В.М. Горнштейна. -М.: Энергия, 1981.-336 с.

85. Никифоров Г.В. Реализация программы энергосбережения в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»// Энергосбережение на промышленных предприятиях: Материалы второй Международной научно-технической конференции. Магнитогорск, 2000. - С. 34-52.

86. Никифоров Г.В., Заславец Б.И. Энергосбережение на металлургических предприятиях: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2000. - 283 с.

87. Никифоров Г.В., Копцев JI.A. Энергетический анализ основа целенаправленной деятельности по энергосбережению в ОАО «ММК»// Вестник энергосбережения Южного Урала. - 2001. - № 1. - С. 15-20.

88. Никифоров Г.В., Олейников В.К., Заславец Б.И. Энергосбережение и управление энергопотреблением в металлургическом производстве. М.: Энергоатомиздат, 2003.-480 с.

89. Никифоров Г.В., Прудаев В.П., Коваленко Ю.П. Некоторые практические результаты реализации политики энергосбережения на Магнитогорском металлургическом комбинате// Электрика. 2001. - №2. - С. 2-10.

90. Основные направления государственной политики реформирования электроэнергетики Российской Федерации// Электрика. 2001. -№10. - С. 9-10.

91. Пелисье Р. Энергетические системы/Пер. с франц.-М.: Высшая школа, 1982.-568 с.

92. Плащанский JI.A., Артюх И.В. Расчёт оптимальных параметров сетей электроснабжения горных предприятий// Изв. вузов. Электромеханика. 1990. - №8. - С. 85-90.

93. Поспелов Г.Е. и др. Компенсирующие и регулирующие устройства в электрических системах/ Г.Е. Поспелов, Н.М. Сыч, В.Т. Федин. JL: Энергоатомиздат. Ле-нингр. отд-ние, 1983. - 112 с.

94. Поспелов Г.Е., Сыч Н.М. Потери мощности и энергии в электрических сетях/ Под ред. Г.Е. Поспелова. М.: Энергоиздат, 1981. - 216 с.

95. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем/ В.Э. Воротницкий, Ю.С. Железко, В.Н. Казанцев и др.; Под ред. В.Н. Казанцева. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 386 е., ил. - (Экономия топлива и электроэнергии)

96. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. РД 34.20.501-95. М.: Главгосэнергонадзор, 1998. - 352 с.

97. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей: Утв. Минэнерго России 13.01.03 М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - 304 с.

98. Прокопчик В.В. Повышение качества электроснабжения и эффективности работы электрооборудования предприятий с непрерывными технологическими процессами: Монография. Гомель: Учреждение образования «ГТТУ им. П.О. Сухого», 2002.-283 с.

99. Прокопчик В.В., Головач Ю.Д. Заводские ТЭЦ как независимые источники питания предприятий// Электрификация металлургических предприятий Сибири. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 2001.- Вып. 10 С. 38-48.

100. Прокопчик В.В., Головач Ю.Д., Довгаль В.В. Влияние заводских ТЭЦ на характеристики кратковременных нарушений электроснабжения в узлах нагрузки// Электрика. 2002. - №9. - С. 37-43.

101. Режимы работы энергетических систем (планирование и эксплуатация): Переводы докладов XXIII сессии Международной конференции по большим электрическим системам (СИГРЭ), 1970 г./Под ред. В.А. Веникова-М.: Энергия, 1972.-184 с.

102. Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования: РД 153-34.0-20.527-98: Утв. Департаментом стратегии развития и научно-технической политики 23.03.98/ Под ред. Б.Н. Неклепаева. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002.-152 с.

103. Садчиков C.B. Оптимизация основных параметров систем промышленного электроснабжения// Изв. вузов. Энергетика. 1990. - №2. - С. 13-17.

104. Сазыкин В.Г. Новые проблемы промышленной энергетики// Промышленная энергетика. 2003. - №4. - С. 2-5.

105. Саламатов И.А., Игуменщев В.А., Коваленко Ю.П. Определение потерь электроэнергии при оптимизации режимов электроснабжения промышленных предприятий// Электричество. 1979. - №6. - С. 52-54.

106. Саламатов И.А., Игуменщев В.А., Коваленко Ю.П. Учёт ограничений в задачах оптимального распределения реактивной мощности. Магнитогорск, 1981. - 13 с. — Деп. в Информэнерго 02.03.1981 г., №Д/830.

107. Сахаров H.A. Метод наивыгоднейшего распределения нагрузки между генераторами// Электричество. 1927. - №5. - С. 3-7.

108. Свешников В.И., Кощей В.В., Скориков В.Ф., Федорченко Г.С. Проблема эффективности ТЭЦ в условиях рынка// Промышленная энергетика.-2002.-№12. С. 2-4.

109. Смирнов К.А. Оптимизация режимов энергосистемы с учётом ограничений по напряжению// Электричество. 1997. - №6. - С. 8-12.

110. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969. - 512 с.

111. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. М.: Наука, 1985. - 78 с.

112. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

113. Тарасов В.И. Нелинейные методы минимизации для расчёта установившихся режимов электроэнергетических систем. Новосибирск: Наука, 2001.-214 с.

114. Тарасов В.И. Регуляризованные методы расчёта установившихся режимов электроэнергетических систем// Электричество. 2002. - №12. - С. 2-9.

115. Таха Хэмди А. Введение в исследование операций, 6-е издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 912 с.

116. Толстихина JI.B., Маслов К.А. Оптимальное управление размещением компенсирующих устройств// Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та.- 2001. №11. - С. 50-56.

117. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины.-М.: Энергоатомиздат, 1990 640 с.

118. Урин В.Д., Кутлер П.П. Энергетические характеристики для оптимизации режима электростанций и энергосистем. М.: Энергия, 1974. - 136 с.

119. Фёдоров В.К. Управление и энтропия электроэнергетической системы// Изв. вузов. Энергетика. 1983. - №3. - С. 38-41.

120. Фишман B.C. Влияние генерирующей мощности мини-ТЭЦ на формирование структуры и оптимизацию режимов работы системы электроснабжения промышленного предприятия// Энергоэффективность: опыт, проблемы, решения. 1999. -№1 - С. 1-6.

121. Фишман B.C. Технические проблемы применения малой электростанции в системе электроснабжения предприятия// Промышленная энергетика. 1998. - №7. -С. 24-25.

122. Флеминг У., Ришел Р. Оптимальное управление детерминированными и стохастическими системами. М.: Мир, 1978. - 316 с.

123. Флос СЛ., Жалялетдинова В.К., Галкин Н.И., Дорохина В.И., Напольских Л.В., Дорошенко А.И. Оптимальное распределение нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ с использованием ЭВМ// Электрические станции. 1987. - №6. - С. 10-13.

124. Фокин Ю.А. Вероятностно-статистические методы в расчётах систем электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 240 с.

125. Хлебалин Ю.М., Баженов А.И., Захаров В.В. Перераспределение промышленного отбора между различными турбинами ТЭЦ// Промышленная энергетика. 1999. -№5.-С. 31-33.

126. Хлебалин Ю.М., Захаров В.В. Повышение эффективности выработки электроэнергии в конденсационном режиме на промышленных ТЭЦ// Промышленная энергетика. 1997. - №5. - С. 37-39.

127. Чемборисова Н.Ш. Применение обобщённых показателей для задач управления установившимися режимами электроэнергетической системы// Электричество. -2003.-№4.-С. 2-9.

128. Чиндяскин В.И., Филиппова Т.Б. Расчёт режимов электроэнергетической подсистемы в реальном времени// Электрика. 2001. - № 11. - С. 44-46.

129. Шелгинский А.Я. Промышленная энергетика в развитии экономики страны.// Промышленная энергетика. 2000. - №5. - С. 28-32.

130. Шифринсон Б.А. Наивыгоднейшее распределение нагрузки между параллельно работающими станциями// Электрические станции. 1930. - №5. - С. 18-21.

131. Щедрин H.H. Токи короткого замыкания высоковольтных систем. J1.-M.: ОНТИ НКТП СССР, 1935.-390 с.

132. Щедрин H.H. Упрощение электрических систем при моделировании. M.-J1.: Энергия, 1966. - 159 с.

133. Щербина Ю.В., Банин Д.Б., Пашкова И.В., Скляр К., Банин А.Д. Расчёты установившихся режимов замкнутых электрических сетей на основе эквивалентных преобразований в схемы радиальной конфигурации// Изв вузов. Энергетика. 1992. -№11-12.-С. 15-17.

134. Экспериментальные исследования режимов энергосистем/ Под ред. С.А. Совало-ва. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 447 с.

135. Электрические системы. Режимы работы электрических систем и сетей/ Под ред.

136. B.А.Веникова-М.: Высшая школа, 1975.-287 с.

137. Энергосберегающие технологии электроснабжения народного хозяйства: В 5 кн. Кн. 5. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях/ Т.В. Анчарова,

138. C.И. Гамазин, В.В. Шевченко. М.: Высш. шк., 1990. - 141 с.

139. Bacher R. Miniierung von Verlusten in Energie Übertragungsnetzen durch Schaltmaßnahmen: Diss. Dokt. Techn. Wiss. Lürich, 1986. - 153 s.

140. Brandes W. Lastflußberechnung mit Spannungsoptimierung. Archiv für Elektrotechnik 58 (1976). - S. 107-110.

141. Calderon L.R., Nieva R. Short-term hydrothermal coordination problem a compara-tiveanalysis of solution methodologies: ASTED Int. Symp., Bozeman, Aug. 20-22. - Anaheim etc., 1986.-P. 18-27.

142. Deckmann S., Pizzolante A., Monticelli A., Stott В., Alsa? O. Studies on power system load flow equivalencing. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-99, No. 6 Nov/Dec 1980. - P. 2301-2310.

143. Dey S.C., Singh L.P. Optimal load scheduling of hydrothermal system including transmission losses using dynamic programming. Elec. Eng. Div. - 1988, No. 6. - P. 206-213.

144. Hota P.K., Chakrabarti R., Chattopadhyay P.K. Multiobjective generation dispatch using goal attaintment method.-J. Inst. Eng. Elec. Eng. Div.-2001.- Sept. P. 122-127.

145. Jain N.K., Wadhwa C.L. Feasibility oriented algorithms for optimal load flow. Elec. Eng. Div.- 1988, No. 4.-P. 138-141.

146. Uri N.D. An application of quadratic programming to electrical energy production. -Environment and Planning A., 1977, volume 9. P. 273-284.

147. Venkatesh P., Kannan P.S., Anudevi S. Application of micro genetic algorithm to economic load dispatch.-J. Inst. Eng. Elec. Eng. Div.-2001.-Sept.-P. 155-160.

148. Wu Yong-Gang, Ho Chun-Ying, Wang Ding-Yi. A diploid genetic approach to short-term scheduling of hydro-thermal system. IEEE Trans. Power Syst. - 2000. - No. 4. - P. 1268-1274.

149. Игуменщев В.А., Малафеев A.B. Анализ эксплуатационных режимов систем электроснабжения// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. -Магнитогорск: МГТУ, 1998. -Вып. 4. С. 196-200.

150. Игуменщев В.А., Малафеев A.B. Оптимизация режима работы турбоагрегатов на электростанциях промышленных предприятий// Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. всерос. науч.-техн. конф. Магнитогорск: МГТУ, 1998.-С. 40.

151. Игуменщев В.А., Малафеев A.B. Расчёт несинусоидальных режимов систем электроснабжения// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. -Магнитогорск: МГТУ, 2001. -Вып. 6. С. 294-301.

152. Управление режимами систем электроснабжения металлургических предприятий, включающих собственные электростанции/ В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, A.B. Малафеев, В.В. Зиновьев// Электрика. 2002. - №6. - С. 34-40.

153. Расчёт режимов электроснабжения с учётом статических характеристик нагрузок по частоте и напряжению/ В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, A.B. Малафеев, В.В. Зиновьев, О.В. Буланова// Электрика. 2002. -№11. - С. 11-15.

154. Учёт статических характеристик при автономной работе системы электроснабжения/ В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, A.B. Малафеев, В.В. Зиновьев, О.В. Буланова// Электрика. 2002. - № 12. - С. 14-17.

155. Малафеев A.B. Оперативное планирование оптимальных режимов системы электроснабжения промышленного предприятия с собственными электростанциями методом динамического программирования. Магнитогорск, 2003. - 16 с. - Деп. в ВИНИТИ 29.09.03, №1736-В2003.