автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Оптимизация развития электростанций в Народной Республике Бангладеш с учетом динамики роста электрических нагрузок

_ 11 ь' Ч 7

МОСКОВСКИЙ ордена БЕНИНА и ордена СКЗЖРЬШОй РШШЗЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЕШ1 САНКАР ЧАНДРА

ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗБИТИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ В НАРОДНОЙ ШСДУЕШЕ БАНГЛАДЕШ С УЧЕШ ДИНАШИ РОСТА Э.'ЕКТИМЕСШ НАГРУЗОК

Специальность: 05.14.02 - Электрические станции

/электрическая часть/, сети, электрические системы и управление ими.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992 г.

Работа выполнена на кафедре электроэнергетических систем Московского ордена ¿енина к ордена Октябрьской Революции энергетического института.

паучнкй руководитель Научный консультант

доктор технических наук, профессор В-В. ЕР&ЕВИЧ

кандидат технических наук, доцент С.З. 12УШН0

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Т.А. КиЛШОВА

кандидат.технических наук • Е.Е. ЦОГИРЕВ

зедущая организация

Энергетический институт

им. Г.'Л.Кржижановского (ЭНИН)

г.Цоскаа

Защита состоится " 15". шоня 1232 г. в 15 час;00 мин. в ауд. Г-201 на заседании специализированного совета К 053.16.17 в Московском энергетическом институте.

Дцрес: 105335, ГСП, г.Москва, Е-250, ул. Красноказарменная дом 14, Ученья Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ШИ. 1 Автореферат разослан " " мая 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета К 053.15,17 .... кандидат технических наук,, -доцент " 2.А. Барабанов

» • - л 1 ' '

•"С;,"» I • . •,; . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА- 'РАБОТЫ

х<*;лг.ц.'-.:'. 1 • - . '

Актуальность темы.

Для рационального функционирования энергосистемы-необходимо прогнозирование ожидаемых нагрузок и электропотребления, т.к. ик уровень позволяет правильно наметить пути развития энергетики Бглгладса.' Для повышения точности'оптимизации режимов при управ-ле»«к р^зштием, возникла необходимость в ревении таких проблем, как прогнозирование вероятностных характеристик случайных-воздействий, принятие 'оптимальных решений на основе вероятностной исходной информации.

На данном этапе развития ЭЗС существует большая проблема обеспечения производства электроэнергии на дорогостоящем импортном жидком топливе, Позтоцу одной га насущных задач развития ЭЗС является определенно оптимальной структуры и срока ввода генерирующих мощностей, оптимального состава работающих агрегатов, оптимальной установленной моиргасти электростанций и их размещения в узлах систеш. До настоящего времени вопросам оптимизации режимов работы ЭЭС Бангладеш уделялось-мало"внимания, что не позволяло принимать наиболее экономичные- решения. Это. обстоятельство приобретает особу» актуальность- ввиду непрерывного'роста цен на топливо во всех странах мира. '

Задача учета развития системообразующей сети при оптимизации развития электростанций тоже является актуальной.

Цель работы.

1. Разработать методику, алгоритмы и программы для прогнозирования ожидаемых нагрузок и электропотребления, наиболее подходящие для условий ЭЭС Бангладеш.

2. Разработать методику определения оптимальных структур генерирующих мощностей и сроков их ввода, оптимально установленных мощности электростанций и их размещения в узлах схемы ЭЭС; а также режима работы основных электростанций (для покрытия суточного графика нагрузки). Разработать соответствующие программы.

3. Выбор конфигурации системообразующей сети для учета при , оптимизации развития электростанций.ч

Методы исследования.

Для решения поставленных задач в диссертационной работе использоваш методы:

I. Для прогнозирования огадаешх нагрузок и электропотребления использованы Бероятностно-статнетичесмс кетс;ы прогнозирования

ыетод средних величии; метод экстраполяция с помощью срсу.оиного ряда; метод экстраполяции' динамического ряда - аппроксимация |унк-ции полинома третьего порядка; метод корреляционного анализа.

2. Б оснозу методики определения оптимальной структуры и сроков ввода генерирующих мощностей положена проверка балансов

мощностей, ограничения по расходу ожргоресурсов электростанциями 'к по еу;л:арным располагаемом мощностям тепвоюпе электростанций,

3. Для определения оптимального увеличения генерирующих .мощностей на наздкй год пятилетнего периода, а- тахке определения состава работающих агрегатов ESC и для оптимизации рскиноа олект-ростанцяй для покрытия суточного графика нагрузки -■ метод дкнами-ческо го програккиров ания.

4. Дляоптимизации установлек-юй мощности,глектростанции и

их оптимального размещения в узлах схеш ЗЭС - жтод перебора вариантов и динамического црогрегя'рэвенал.

5. Для оптимизации конфигурации системообразующей сети-иетод транспортной задачи.

Научная новизна работы:

1. Разработана программа на П32М аппроксимации динамических рядов с помощью полиномов различной степени (до п. -й степе»»;). Преимущество программы состоит в том, что она позволяет определить необходимую степень аппроксимирующей (функции для прогноза -рования оквдаемых нагрузок и электропотребления в той или иной системе на основе статистических данных прошлых лет с учетом отклонений (или ошбки) расчетных значений от фактических.

2. Разработана для специфических условий ЗЗС Бангладеш методика формирования структуры генерирующих мощностей использующих местные энергетические ресурсы и определения срока их овода, позволяющая экономить дорогсстоящае импортное топливо:

- Разработан алгоритм расчета на IE1Î-PC, в основу которого положен метод перебора вариантов, позволяющий определить оптимальные установленные мощности электростанций и их расположение, при различном сочетании установленных мощностей и разных типах агрегатов;

- Разработан алгоритм и программа расчета ка IBM-PC на основе динамического программирования, позволяющая определить оптимальное размещение в узлах схеш S2C при одинаковых значениях установленных мощностей конкурирующих ЕариантоЕ кенкретних станций, с'учетом вида используемого и располагаемого топлива;

- Разработан алгоритм и. г.рогргмма расчете на IL'.Ï-PC, на

основе динамического программирования для оптимизации режимов электростанции (для покрыли суточного графика нагрузки), обеспе-чкваит/.к ококомив расхода топлива тепловых электростанций CGC Пангладеа.

3. Обоснована целесообразность выбора конфигурации системообразующей сети для учета оптимизации развития электроставдй, осковывгет;егося на использовании метода транспортной задачи.

йуга'.тпчЕская .ценность.

1. Разработаны предложения по формированию оптимальной стратегии развития ЗЗС Бангладеш до "010 г.

2. Разработана удобная для практического использования программа аппроксимации динамически:-: рядов с помо'дья полиномов kl-Я степени; для прогнозирования ожидаемых нагрузок и электропотребления Бангладеш до CCI0 г.

3. Разработаны необходимые программ для проведения оптимизационных расчетов по анализу развития электростанций с предоставлением практических рекомендаций.

4. Даны предложения по потимальным установленным мощностям электростанций и их расположения в энергосистеме Бангладеш.

5. Предложенные алгоритмы и программы могут служить основой разработки конкретных рекомендаций по обеспечении как технических требований, так и экономичности работы электрических систем. Приведенные примеры расчетов подтверждают целесообразность применения разработанных методов.

Аппробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуадались на научных семинарах кафедры ¡электроэнергетических систем МОИ в 199Zv.

Публикация. По теме диссертации опубликована одна статья.

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на НО страницах маиино-писного текста, иллюстрируется 33 рисунками, 44 таблицами, состоит из 4 глав, введения, заключения,. приложения и списка литературы из 79 наименований.

СОдаГШИВ ГАБОН*

3 г.ервоп главе рассматривается существующее положение электроэнергетики и энергетические ресурсы Бангладеш.

Снергетические ресурсы Бангладеш распределены по территории страны крайне неравномерно. Отдельные районы резко отличается

друг от друга па масгяаббм ожфгехичесйих рзсурссг, м;с стфигуре у, экономическим ясвазатглям. Бангладеш р-асполагае? запасами лско-веемого топлива: природного гаг,.:;, каменного угля и тсрфа. По сво»з запасам прирадний газ и уголь может использоваться в энергетике. Располагаемые запасы природного газа и угля достаточны для исполь-эования в качестве основного топлива в энергетике страны.

Энергетика имеет большие запасы природного газа, К настоящему времени существуют 13 открытых газовых месторождений с полным запасом газа; оцениваемым в 13 трлн. фут^- Гидропотенциал страны ограничен и общий потенциал приближается к 6000 Г&у.ч. Научное исследование сделало вывод, что только около 1500 ГВт.ч. могло быть использовано, из которых 65$ уже реализуется.

Единая энергосистема Еадаладеш (ЕЭСБ) была создана в декабре 1982 г. с помощью Запад-Восток межсистемной линии, которая объединила две системы в одну. Энергетика страны развивается в основном на базе тепловых (расположенные в западной системе сжигают дорогостоящее импортное жадное топливо, а в восточной системе -местный газ), газотурбинных, ГЭС и небольших дизельных станций (ДЭС), Общая установленная мощность всех электростанций по данным I9ö9 г. составляет 2365 MEt, из них ГЭС - 230 МВт (9.7fc&), TSC -I4IÖ МВт (60.ЗД5), ГТЭС - 557.74 МБг (23.71%), ГЭС+ГТЭС - 90 МВт (З.ЬЭД и ДЭС - 69 МЬт (2.92%).

На сегодняшний день в ЭЭС существует большая диспропорция шзду размещением эиергоресурсов и потребителей электроэнергии. Из 15 месторовдений газа пригодны для промышленного использования: 13 - находятся в восточной части, а 2 - в западной. В то же время на электростанциях в западном районе сжигается импортное топливо, стоимость которого примерно в 3 раза выше стоимости отечественного газа. Однако в последнее время найдены месторождения угля в западной системе, обладающие высокой теплотой сгорания около 6200 Ккал/кг. Т.е. существует реальная возможность на базе этих угольных бассейнов строительства TSC, что позволит в ближайшем будущем частично решить данную проблему. Западная система, имеющая примерно 40% от общей нагрузки страны, не имеет достаточных собственных источников энергии. Б связи с этим чрезвычайно важное значение имеет повышение пропускной способности межсистемной ЛЭП, которая позволит.передавать более дешевую электроэнергию, выбранную на собственном газе и гидроресурсах в западную систему,

- ? -

В восточной системе имеется значительный резерв, мощности, в то же время. ЭЗС серьезно страдает от нехватки установленной мощности is ргмйме наибольших нагрузок именно в западной системе.

На балансе министерства энергетики находятся 28 воздушных тай Ш) 132 кЗ,'общей протяженностью .2207 ^км и три БЛ-230 кВ, протяженностью 250 км, среди них несистемная двухц^пная линия • • ЙЗО кВ составляет 179 км. функционируют 4 подстанции 230/132 кВ с установленной автотрансформаторной мощностью, более .450 МБ.Л.

Суммарное потребление электроэнергии (Зпот) составило в 1909 г. 4695 млн.кВт.ч. Наибольшая нагрузка (Рнб) в энергосистеме составила 1393 МВт, а удельное потребление 33 на дуну населения -43.5 кВт.у./чбл.год, а производство^ - 66 кБхч/«ел.год.. .

Во второй главе дан обзор современных методов прогнозирования И" опыта их применения к прогнозировании электропотребления. На основе анализа и обработки статистических,данных за последние 20 лет о росте максимальной нагрузки и электропотреблёния в системе проводился прогноз последних на перспективу до 2QI0 г.

В связи с отсутствием четких закономерностей-развития энергетики Бангладеш, прогноз ожидаемых нагрузок' и электропотребления проводился разными методами, используя- ряд математических моде-леП. ,Б диссертации разработаны алгоритма и Программы. Необходима отметить, что для периода прогнозирования, не 'превышающего половины периода статистических данных, все методы дают практически одинаковые результаты, что совпадает с известными правилами прогнозирования.

Показана наибольшая оффентивностьиспользованил в условиях Еянгладея прогнозирования максимальной нагрузки с помощь» сглаживания статистических дойных методом экстраполяции динамических рядов - аппроксимация функции полинома третьего порядка. Задача заключается в выборе уравнения регрессии.

Имеется функция, заданная в виде таблицы:

л,-

где .V«, Уд,..., У к - значения аргументов, а - значения

функции. - ,

Эмпирическая функция аппроксимируется «ногочлеиом

... Q„(x) + ... + смхм

гробустся ¡'а"гл значения варьируемых коо^Ег.цпснтов . ., Си ,.

Г-. имкэирующие сум?у кпадретов отклонений подбираемого многочлене от заданно го значения , т.е. сугму квадратов ^ л

д(че,с,,..-,см) = IГ -£¿3

Нробходи;'иг условия :/инигуга этой функции образуют систему из М+1 линейного уравнения с !■*.+! неизвестными, е именно

Если известны ошибки измерений, искомые значения коэффициентов .многочлена получают из условия минимума сумма ^

где - весовые коэффициенты,. характеризувщие ошибки измерений

Из метода решения следует, что гроцесс ее решения состоит из следующих этапов:

а) составление нормальной систег.-ы уравнений,

б) решение нормальной системы одним.из приемлемых методов решения систем линейных уравнений и оценка отклонения полученного многочлена от заданной функции.

Эти этапы реаения поставленной задачи реализованы в виде составленных программ на алгоритмических языках на ФОРГРАНе. Алгоритм решения задачи прогнозирования с помощью метода экстраполяции динамических рядов позволяет аппроксимировать функцию голинома

IV - го разряде. Он в значительной степени отличается от предыдущих алгоритмов тем что на основе оплакивания статистических данных прироста электронагрузки прошлых лет и нахождением отклонения фактической ее величины от проектной, позволяет сделать прогноз на перспективу путем аппроксимации полнома необходимой степени. Причем, степень аппроксимации может приниматься в зависимости от уровня развития системы. Го есть разработан новый метод автоматического определения степени аппроксимирующей функции для любой электроэнергетической системы. Блок - схема программы представлена на рис. I. Для проведения прогноза ожидаемых нагрузок или потребления электроэнергии на период ТПРОГ 1/2 "Гагр. Уожно пользоваться любым из рассмотренных методов. Результаты расчета показывают, что для прогнозирования ожидаемых нагрузок и электропотребления в ЭЭС Бангладеш до 2010 г. характерна

А ~ \ ,••••! X.4CI' TÍ ) !

>-()',. У;,■•■'Л'

•••и) /

Í.Xí.t. •.•f-.T^'C;-;

/ C^f-sa«^*« к «с

Kcarpcrpewkif:

с. au ss f

Dtrvrc-'K/Wrc ' liT.^VH

Г. .__

1 КСГ-Е5-. EEC-RÎ.S +1

<

CípeBH'KWC? к kcrmsq «СДЯрСТрлИМО gauss ^

С stop 3

ctt/trÍK1«

s^iTmbr-yrr/,

ç stop^)

r tu

Блгк-cxewa алгоритма прогноза по метолу • яадаяныгах квадратов > аплроксамакя Зутеп по.тагсчл п. -oñ етопснз-

ашрксимируюцая (|уга1?ия полинома третагй степени и соответствует максимального приросту нагруЕКи, раэко^ оаголо « да эяетерэ-потребления прирост составляет около

Далее рассматривается катод доверительных антарзалоэ длл прогнозируемых величин. Доверительные латарваяа у^кшгзт кзо(ф8~ деленность, связанную с ограниченность» чяежа набгадений и ясжад» ной информации о развитии, и еоответстиуючуэ неточность найдешь, оценок параметров кривда.

В общем виде доверительный интервал для тренда определяется

P-t+ь - расчетные значения нагрузки з период времени продлениог.» на U единиц времени; S - среднекзадратичзское отклонение от тренда; - табличные данные; id. - значение ~Ь ~

статистики стодента.

В работе принимается два варианта ежегодного прироста максимальной нагрузки. Низкоцу темпу ежегодного прироста соответствуй;" прогнозируёккс нагрузки, получаемые по методу корреляционного анализа и составляют около а%. Прогноз нагрузки по методу корреляционного анализа проведен на основе регрессионного анализа зависимости роста нагрузки от роста энергопотребления за пзриэд статистических данных I97I-Ü9 гг. Т.к. аналогичные данные для других ¿акторов, как национальный доход или демографические показатели отсутствуют. Следует отметить, что эти темпы будут снижаться в последующие годы и к концу прогнозируемого периода составят соответственно для максимального прироста 7.6$ и низкого 6.5^.

Третья глава посвящена определению оптимальной структуры и срока ввода генерирующих мощностей, увеличения их на каддый год пятилетнего периода и выбору состава работающих агрегатов S3C. Разработке алгоритма и программы для определения оптимальной установленной мощности электростанции и их размещение в узлах схеш 35С. Целесообразность ввода в систе:.^ необходимой станции из некоторой совокупности определяется минимальными суммарными приведенными затратами Ф (К,И), складывающиеся их соответствующих приведенных затрат по всем элементам системы (электростанциям и 12П) за рассматривав!,шй период [i . ^ ^

Ф[к,и1Л £fKKifl+r)7~+¿ ¿ иkr

' -t=.l til t=l ,

где капиталовложения по каздой энергоустановке в году * ;

- п -

î'iiitv ' " к.г " эк спдуэтацконнке затрати по ¡Q -й энергоу становке сеотьсгг-сгискво в году i к о последнем роду 'Г рассматриваемого «ерййда LI,т] ; ¡11 { - количество энергоустановок, соответственно, Di текучи году { ив последнем году периода £ I » Г J ; &норма-wmedî к&зф^шивйнт эффективности капиталовложения.

В основу схемы расчетов положена проверка I) балансов мощностей, 2) ограничений по расходу энергетических ресурсов электростанциями и 3) суммарным располагав!.« мощностям TSC.

I) по балансу мощности: ^

_ ^"«W» - f * f-^i

где - искомая мощность электростанции типа t* , работающей

на топливе вода f , размеченной в узле l ; Р^' , Pj' i - соответственно мощность, передаваемая из ^зла t в смежный узел j и мощность, передаваемая обратно; "Pij - коэффициент, учитывающий потери активной мощности в JiGil мевду узлами inj ; Рц i - макси-ыуа нагрузки узла i- ; Pptj i - потребность узла Ï в резервной мощности.

. 2) по энергоресурса?.!

где b/bÇi - удельный расход топлива f электростанции типа Г* в узле i при числе часов использования ее мощности Tnf.fi ;

- заданное значение ограниченного энергоресурса ;-Задача определения структуры генерирующих мощностей решается при заданном составе совокупностей электростанции. Для вновь вводимых электростанций удельные приведенные затраты вычисляются:

3 Ей Kh-ji + uhfi +2Tji fyi .

где U^i - удельные постоянные ежегодные издержки; St fi -замыкаицие затраты не топливо вида / в узле i .

Потребляемая мощность'

Э2С Ц\ определяется суммированием максимумов нагрузок узлов Дм

где Т.у - коэффициент участия максимумов нагрузок узлов в максимуме нагрузки ЭЭС; jb - коэффициент ( ), учитывавший необходимость резерва располагаемых мощностей и потери мощности в сетях;

M - число узлов в ЭОС.

Располагаемая мощность коздоЯ электростанции определяется ю выражения: f . , Р тр ел

си _

где , , - козр^лисн? собгтьлч-

нш: нугд, тскудего ремонта; МцГ^ - устл.чозлзн'г^я кзззюсгь К -Я с.-.гктрэгтакцк:: £ году .

£лск-ехема расчгта приведена на. ряс. Г рггухпехе определена совокупность эяектростамци.'» (Т5С, ПСС, ГЗС), «додадек

в состгз ЗиС из им заданной посг.едо^гйлъиос?!:; я уе'лалвтяв сроки начала пгода ¡гардой л? ялх, это служит ося-зой для презгдд-н'ля расчетоз з еяедоззем этапе, где определял?зя с.г.г;аальной витие установленной юярюстя экжтростанцв:», размерен?» -лхгктрс» станций у! 1Ш для заданного состава геяерщюцих мздютав ЭЭС Бангладеш.

Оптимальное увеличение геяе',-й?ующкх шзшегей га каедкй год пятилетнего периода я возкежнкй состад работа.»?« ьгрэг&гоз овре-

делены по методу динамического прагра-.й.нро^ал'/й (ДО. Необходимые значения суммарной генеркрукздкй тцнсстя Х5 на кгэдый год пятилетнего периода: находится при собяодекик сле^'п^кх усломй:

; Р^ * (0,05-г 0,2с) ?н ;

где Рн - прогнозные значения суг.зларной ысзхккгльасй нсгрузгги

пнергосистемы на каддый год пятилетнего периоде.

Для вычисления приведенных; затрат используется выражение:

где Е НП - норматив приведения разновременно затрат; «• капитальные влокеш:.- за год расчетного периода, определяется Екраг.ешем: 1С ^ .

где й Р^. - приращения'гвнерир^содеГ!-мощности в году "I рассматриваемого периода, "I = I, Ь,

Находятся значения ежегодного приращения гсиср;:руя!цеВ мот^нэста с • учетом вь'.полнзния следуа^к ограничений: -

-рД; 1*0,1,2,..-,

где Р; - коцность I -го -грегста; .•'п - дсл::с числа,

При этом условии целезая будет нул-тъ минимальнее значь;;-,-с;

Для рассматгиг;ае;лоЛ-зг;дачи е еоотзетстьии с-г:р:'";'п::по:.:

нссти сокпсизавтс:: сдздуюдсе ссэтнсггшгэ: ,->•

ппп ¡л: (г,А) -г '] ■

Здесь ^ЧЬР-ь) - сагр-гы'гд Е-од 'ос;;- ^ ;

% ^ '' - значение ■■.■•

не;.: ::оига:"Г":"'*' г." • ". ;.'"•.■- ":

Й

3 - О-редояеля.э максимзтлюй

располагаемой могияости из конец года

kní);

2 - Орсдаг.ояяз eyvJM:',Mc,l ^сао.и.гоемэ» worjincTji гу. •.ъукххх таплмых

■^Д-встроСТ&НЦт'* Ч-) T4W.

S il

);0 ?

4 - Олродоло'зяи vywí.-.-.рм jtf ^спол.тасмоЯ __ ?

¡м^юости ГоС ZT Niv » ГЛ^дсчуых . t

го ал "С :

е - Nli-NÏ-^O ?

7 - Ешь ЛИ ЗСЭМЭХГССТЪ ГЙХОГ-Ые

M:UDttcr.i in ГОС ?

8 - Врод очероддюЯ т.\:ко?>-'А м^-глости ГЭС

пэ oi'rvu-Tvoft ттсс ть; i ос ти ;

9 - Возиожно пи гк1)0ч г.мий очсрсдк;4'» ТЗС

и с ее та d дс¿стгуюишх с дая-.юго ;

№

10 ~ Переход на грооорку :оА ТЭС

11 - Вхлючс.ию очередной ТГ>С в состав

егслэмы

12 — Лровсрх.ч ОХ^НЧ'»)!^ рдСЧ ""ТН^ГО ÍTp".-;

13 - Горсг.ол но слегу ю:пнЯ гоз

14 - К оион

лсма cpcp.v

По стоку кетоду был хфОЕедсн расчет оптамадьного увегмчт*- гьй«-рпрухкцей мощности в энергосистеме Бангладеш, па период 153Г-&Й0 г Для проведения расчета учтен прогноз нагрузки, найденный ш к&уе-ду экстраполяции динамических радов (аппроксимация Зункции полинома третьей степени).

В результате получены оптимальные величины генерирущих мощностей для соответствующих расчетных периодов и возможные составы работающих агрегатов, которые приобрели рекомендуемые значения для расчета установленных мощностей электростанций в целом и отдельных агрегатов с точки зрения развития энергосистемы. Окончательный, выбор оптимальной мощности требует учета ряда других ^¿к-торов, например, наличие квалифицированного персонала.

Алгоритм расчета определения оптимальной установленной мощности электростанции и их размещения в узлах схемы ЗЗС основан на методе перебора вариантов (ЕВ), который производит последовательный перебор всех возможных сочетаний установленных мощностей элен', ростанций для покрытия заданной нагрузки потребителей олектроэнер-гии. При этом суммарная установленная мощность электростанции должна быть не мене| заданной нагрузки:

{I, ^

Среди всех сочетаний возможных вариантов установленных мощностей электростанции,' оптимальным является вариант, для которого получен минимум приведенных аатрат. Приведенные затраты определяются по выражению:

Зэст = Зет *3Г + Зл

где. Осх - приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию электростанций (без топливной составляющей); Ъх - приведенные затраты по добыче и транспортировке топлива от бассейнов до электростанции;. За - приведенные затраты на передачу ЭЭ от электростанции в районы потребления; Ж. - относительные ежегодные издержки на амортизации и обслуживание новой I -й электростанции; Юэк^клс!- постоянная составляющая капиталовложений в новую электростанции типа 1"* , расположенную в узле ^ , не зависящую от ее установленной мощности; эта величина учитывает также различия техт:н::з-с.;оном:1ческих показателей строительства электростанций в

от места расположения; составляющая капита-

ловложений на установку одного блока, работающего на топливе ; РГИ},|| - установленная мощность электростанции типа I" в узле ^ на топливе ^ *, - чксло блс5:ов электростанция типа Р • в узле ^ на топливе ^ ; С}»||" -удельные затраты на топливо/ для электростанция типа п узле | при числе часов испольэзва.-, ния установленной мощности электростанции ^ в год; Л.ч -

число введенных в систему нозых электростанций.

Алгоритм реаэния задачи на ПЭВМ, основанный на методе ПБ . разработан диссертантом, он прост, не требует сложных вычислений и обладает большим быстродействием с минимальным использованием памяти ЭВМ. Он мсжзт быть использован при решении оптимизационных задач для яэбсй системы эксплуатационного назначения. Блок-схема программы приведена на рис. 3.

В процессе работы принималось ладанным располагаемые объемы для калдого ввда энергоресурса, их близости х электростанции и, замыкающих затрат на топливо. Также задана площадки, которые могут быть использованы гря сооружении электростанции и предельные мощности, ограниченные размерили площадок, санитарным и техническим водоснабжением. '

• Размещение и выбор мощностей некоторых электростанций прозо-дилось методом ДО. Определены наивыгодкейхие мощности новых электростанций, которые могут сооружаться а ^ цунктех ^ « 1,2,3...:/ При этом суммарная установленная мощность

= 1?, Р/

причем мощность каждой электростанции ограничена сверху:

^ ^ » А » -г.а, —, 3

Критерий оптимальности - минимум приведенных затрат по сооружению и эксплуатации электростанций: • V т{я ЪС^Рг, лип |

где ^ (р]) - известная функция приведенных затрат по каждой эл. ст. Составляющие функции затрат:

Б оптимальном плане некоторые значения оказались раьнплн нулю, что означает нецелесообразность строительства электростанции в соответствующих пунктах. Алгоритм реаэния позволяет определять оптимальное расположение при одинаковых значениях устансЕ-лсннкх мощностей конкурирующих вариантов, конкретной станции, с у-.стом вида используемого топлива, ото является преимуществом прогрузи, оснсганной на методе ДЦ. Время перс-счета по методу Д1 на

_i__

веромсхм»ж П11 M j , П ц j

3oiTC'*»ttHajfátn КОГСИЧйСТСЛ crj-t itiTCc.

m мстиссп* ЭСТ Пд

Определение KOICHCCT«3CT

sum

1' Почать алрксита |

I.

Пс-нсх вёркыта 1 С К Л IÍMÜ 11ЬШКМИ 3ÚTpf.T£¡Mtt в кет

1

< f

10 Уменьшение устал ОЕленис-fl мошносте ЭСГ ill

Рис. 3. Блок-ехсмг. прогрсклы штодом л ope Copa n&¿wavvro£4

- Г/ -

быстрее, чем по методу lib, однако процесс программирования - Солее сложный. При сочетании различного числа агрегатов программирование по методу Д11 еще больше усложняется, а по методу lib можно рассматривать любое сочетание количества агрегатов при больших и малых мощностях.

Проведен ана-.яз установленных мощностей Эст. в Западной и Восточной энергосистемах, при максимальном и минимальном приростах энергонагрузки потребителей. Получены балансы мощностей для рассматриваемых ОС на персгЛктшшый период до £010 г. Показано, что дефицит мощности п Западной зоне полностью покрывается Избытком в Восточной. В связи с чем учитывается целесообразным усиление существующей мексистсмной связи или строительство дополнительной ЛЗП высокого напряжения, сто решение позволит так;.-:е уменьшить доля выработки 03 с использованием импортного дорогостоящего топлива в Западной зоне. !{ро;.:е того, Сына проведено исследование структуры установленных ыйцностсЯ зо всей OSC, для устранения существующей диспропорции б производстве 33. Б результате которого оказалось, что з перешктиге неоСходимо увеличение доля Т2С, работающих на rase до 7G,Q¿ сб оС^ей установленной мощности (рис. 4). При это;.: необходимо отмстить, что целесообразно умзньыить доля ГТЬС, работаэчвз: т.'а импортно;,; ккдне:.: топливе,, при этом сооружая новые станции в Западной районе, рзСотзс^с на угле и газе, а в восточной - на газе.

Четвертая глава, г.освэдгна задаче оптимизации работ

электростанций в покрытии суто-ного графика нагрузки к гыбору конфигурации системообразующей ¡СО) сети для учета гг.:: оптимизации развития электростанций.

Участие электростанций з покрытии суточного графика нагрузки ОС определяются на оснозе ретанпл задачи сггономнчески наивыгоднейшего распределения суммарной нагрузки система по часам суток меэду отдельными эжсягростснпиякя. С испольсозяштек метода интегральных кривых определяется среднесуточная выработка слект-рогкергии и рабочие косности ГЭС, одо позволяет найти место ГЗС в пиковой части графики нагрузки, которые соответствуют максимально необходимому вводу мощности тепловых и дизельных электростанций, а также максимальной экономии топлива в энергосистеме.

Задача оптимального распределения активной нагрузки отдельными тепловыми злектрсстачцияья ЕЭСБ гьшолгшлгйь «гтодом да при предполо^ен2&х: концектрецкя нагрузки системы з одно:.; узя?

м т

гу;е суммарная нагрузка разно Д Рц! . Здесь ,5 Р«^. - сум-пгр;:аг: ;-сгрузка эчергоспст<?г.:ц; Д Р- потер;: мощности в сети, ггклет*. :;лтогь:;; определяется при расчете регааа сети методом ¡Ч:зтэ;'а; М. - колкчесгао узлов сети. Характеристика расхода топлива -лгктростатви аппроксимируется полиномами гторой степени:'

Задача заключалась в определении /УЦц 2. В^ (.Р; )

1= I

при соблюдении ограничений

по предельной мощности Р; - ^ Рн( - 0 баланс мощности в сети

г-1 6

где /г. - количество станций.

Задача резалась при аппроксимации характеристик расхода топлива ксад ой электростанцией квадратичной с помощью метода наименьших квадратов. В задаче принцип оптимальности реализован при нахождении эквивалентной расходной характеристики станции при прямом ходе решения задачи. При обратном ходе решения задачи по суммарной нагрузке находится мощность отдельных агрегатов. С целью получения режима системы, более близкого к истинному, оптимально,^, соответствующему рассчитанное методом ДП, далее применялся алгоритм установившегося режима "Уст.МЭИ". При этом . активная мощность всех станций,.кроме балансирующей. (Горокал), принимались равными полученным значениям при решении задачи ие-. тодом Д1. Алгоритм и программа оптимального распределения нагрузки методом ДО на языке Фортран П21-РС разработана .автором (рис. 5). В результате получено, что на период 1995 г. все стан-, ции, кроме станции Харипур и Сиддирганж загружаются полностью.-Ото означает, что при квадратичных расходных характеристиках распределение суммарной'нагрузки не соответствует'равенству удельных приростов затрат-. Бремя счета составляет около 4 секунд, чти говорит о целесообразности использования этого метода в нагих условиях при планировании суточных режимов. Оптимизации суточных режимов ЕССБ целесообразно выполнять методом Д1, что -.•л-кет дг.ть в среднем 0,9^ акономпя. топлива.

~ работе предлагаются суточиие графики нагрузки потребителей »{. два периода; 199а я 2С1С г., а тгш»р рассмотрены кеяессоб-р.-сике улловгс. их похитил, оСсепечцзшдие мингс.у!.: расхода товхива.

мИ^-ЧЬ^ОМ ПРМГ'ССТЕ

ИМ tttf WCO >995 «Ч

Рис. 4 . Оптимальная установленная ксрюсть a l3vd.

L

1« Веса * почать рсяэжм

7

2. Выпот« он и* первого ware ( для герього »r^*ret« )

1

Ь. ймглпийцне ьс»х и.агоь с второго fift t , т.е. определение нее* эл/екмее«.'!! 05« = / (Рзк»)

1

4. Попго-тс1*«ж к oCjatnowy vc jy , т.4. огтуеосмкнв условно-ОНТИМЛЛЫ10* Э6Гр>»ХК «грегатев »явиграетенции

1

5. С£$>«гмы| ход - »лреволони» оп-гкуалъно» 5лгрузки аг£«г«то» электростанции

1 '

в. Вычисление мимкмагьн«* рвехйао» тогу*»*: min £ Bi (Pi)

1

Печати олтчмвяшыс aarpjax* «грсгвто» ' J »лж^сстми'м я сск*г»егстлу*Ж1ев / расходов тог.л*м ■/

С stop)

Рис, 5#

Блок-схема программы ло метопу динамического програмлсированця.

Прн этом принималось, что разгрузка ГЭС в ночше часы состазадзт порядка 85-90/j; энергоблоки ГСС разгружаются до технического минимума; ДОС с основном работают для покрытия потребностей изолированных раЛогсоп. !h очune 199в года переменная часть графика на-rjß-зкк ÍI12Ú Судет покрываться за с чет ГОС и ГТоС на газе и •¿«ко;.; To::.:ni.o ;; yocTiwo TSC на то:,; ::-:е топливе. Базисная часть покривится ьс счет ТСС та ,г£ЗС. На етапе £С10 г. переменная част грг'2:::сг .гаг|.угв« Судет покрываться за счет ГСС, ГГЗС на газе, TOC на угло и чаТСС не газе. Базисная часть графика цеяе-ибобрлс?» Судет по .гнаться оа счет ТСС на газе и получения мощности -с Шдаз. '

I ост потребностл л электрической мощности потребителей ЕЗСЕ та:;:;;е сооружение нссих слектрзстанций отразиться на строительств СО сети для расш:т;:л гетюрпрузщих источников. Расчет, подтверк-да^'ций оптимальность сооружения J-СП, соединлацеЯ Запад и .Восток, а такле другие раЛочи систем ы проведен по методу транспортной -задачи. На основе алгоритма этого метода были применены-программа на ПОС.М, которые попользуют базу справочных данных по проводам, трансформатором и автотрансформаторам, и позволяют автоматизировать выбор оптимального злрпапта СО сетей.

D 1225 г. представляется целесообразным соорудить дополнительную мелснстамну.о дьухшпную линию £30 кВ.

lia дальнейшую перспективу большинство электростанций вероятно буду? размещаться в своей зоне к способ™, покрыть нагрузки этого района. Поэтоцу перетоки особо не создадут перегрузку меж-системноЯ линии.

Нп этапе до 2СС0 г..представляется целесообразным для развития ¡электростанций строительство DJ. 230 ,k¿ методу центральным и . ккхпьм районами Восточной системы, а также соорудить BJÍ 230 кВ и перевести JX.U 132 к С но J.'JI 230 кБ в Центральном районе. В результате образуется кольцевая сеть вокруг центра, которая позволит передавать необходимые потоки мощности от балансирующей станции Мегпахат внутри Центрального района, а также по направлению Центр-Босток по ЛЗП 230 кВ и через межсистемную линию в Западную систему, если не ориентироваться на импорт электроэнергии из Индии. Одновременно представляется целесообразным перевод ЛЭП Зппадяой системы 132 кь на 23G кБ. Новая J£E 230 кЗ повидимоьу Судет соорулсться в габаритах 400 кВ.

Б работе г.роьодплись расчеты режимов электрических сетей г;;: гее:.: ргсл-этрпкиа: вариантам.

ОЗНО^ШЕ БН!^ ПО РАБОТЕ

1. Проведен анализ состояния энергетики Бангладеш, на основании чего выполнен прогноз нагрузки и ог.ектропотребленик в ■системе на перспективу до £01С г. по различны/, методам.

Для прогнозирования ожздаоьхх нагрузок и элехтропстреблсжл о условиях Еенгледас разработана программа на основе вгрсксимац!::! дкнамачеекмх рядов с пэмецыо полиномов It'-я степени. На основе статистических данных о росте нагрузки прогиах лет и с учетом . отклонения (или ошибки) расчетных значений от фактических, программа автоматически выбирает необходимо степень аппркекмтфуемой функции для той или иной системы. Для ЕЭС Бангладеш ожидаемые нагрузки" и элоктрог.отребзгниз имеит характер полинома третьей степени. Состазлензыэ уравнения регрессии потребления сдехтро-энергин' и наибольших нагрузок кме:от характер полинома третьс-Л степени. Рост электрог.отреблечия и наибольких нагрузок, списываемые такими уравнениями регрессии, моено считать достаточно надежной информацией о тенденциях развития, если характер ретроспективного развития в стране з основном сохранится, т.к. коэффициенты уравнений регрессионных трендов зависят только от фактора зреме,-ни, то есть от значений электролотребленил и наибольших нагрузок за предыдущие годы.

Результаты выполненного прогноза показывает, что ожидается сравнительно большой рост нагрузки и олектропотрсблення. Поэтому необходимо'строительство новых электростанция и соответетгух^ее усиление существующей сети.

2. ¡Совершенствована методика проведения расчета оптимальной структуры и плана ввода генерирующих колкостей з CSC, что позволяет проводить более углубленный расчет г учетом баланса модности в 3GC, ограниченный по расходу энергетических ресурсоз электростанциями и по суммарным располагаемым мощностям тепловых электростанций.

3. Предлонена методика определения оптимального ввода генерирующих мощностей при ограниченном числе агрегатов на основе динамического программировать? при множестве вариантов состава ра-ботгщих агрегатов на каадьй год соответствующего пятилетнего периода.

4. PispnScгака программа (i>i 1„':'.!-ГО), на основе метода г.ере-Ссра ьгр-.антов, позвотг-.тдая определять оптимально установленные мощное:;: ¿.<,е?. и :;х раотстглп'з при различном сочетании уста-

-V ;'о:>,;-:с\'; ггрегатов.

- 2.2

5. Разработана программа (на IBM-PC) на осноко динамического программирования, позволяющая определить оптимальное размещений конкретных станций в узлах схемы ЭЭС при одинаковых значениях установленных мощностей конкурирующих вариантов с учетом веда используемого и располагаемого объема топлива, что 'очень важно для условий Бангладеш на данном и перспективном этапе развития,

6. Разработана модель и программа оптимизации режимов работы основных электростанций на основе динамического программирования, что позволяет получить максимальную экономия топлива для электростанций в ЭЭС Бангладеш, не требующая сложных вычисления. Указанная программа OPTIM реализована на ПЭВМ IBM-PC на языке Фортран.

7. Разработана модель оптимизации конфигурации системообразующей сети с учетом влияющих составляющих приведенных затрат для учета при оптимизации развития электростанций с использованием разработанного на кафедре ЭЗС МЭИ алгоритма методом,, транспортной задачи. Указанная модель реализована в виде программы ТРЛ MS для ПЭВМ IBM-PC на языке Фортран.

В процессе работы над диссертацией опубликована статья . Ершевич В.В,, Шил Санкар Чандра. "Объединение энергосистем стран Азии - возможный шаг к созданию единой энергосистемы мира" -"Энергохозяйство за рубеком" 1991, № 5, с. 29-33.

Подписано к печати Л— /С1/-*

подписано к печати л— '- С 1 /1

Псч. л. f Г) Тираж /¿Jc ' Заказ Бесплатно.

Типография МЭИ, Красноказарменная. J3.