автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Оптимизация режимов работы ЭЭС с учетом особенностей рыночной экономики

гз с •

' • Ч гк " ""> ' 1 1

На правах рукописи

Хянина Елена Павловна

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЭС С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

05.14.02. — Электрические станции (электрическая часть), сети, электрические системы и управление ими.

Автореферат диссертации на сонскание ученой степени Кандидата технических наук

Новосибирск -[997

Работа выполнена в Новосибирском госудпрсшешюм техническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Г.Л Филиппова

Официальные оппоненты:

доктор технических паук, профессор А Г. Фишов Кандидат технических наук 1>.3 Гамм

Псдущая ор! лшмлцня. ОАО <'Сн6 |пергосеты|роскп>

Защ)гга состоится: << С fr/J- /¿-j 1 '•УЛ г ь

на заседании специализированною С'овс-ruK <)t>3.39.01 Новосибирскою юсударстьспиог.-техническою yiiiiBcpcirieTíi но адресу: г Новосибирск, ир К. Маркса.20

Onuu (в двух :>к>смшыра<, заверенных печатью) просим направшь по адресу. 630092. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, ШТУ, ученому секретарю Concia.

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке НоносиСирско! о государственного технического уннверс1ггега.

1УУ? I

технического уннвсрстпсш. ^ Автореферат разослан «/¿»____¿

Ученый секретарь специализированного Совета, ханд.техн.наук, доц.

I! Г. Глл iupini

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ». Переход электроэнергетики России к рыночным отношениям требует развития исследований расчета режимов ЭЭС.

В традиционной постановке задача оптимизации режимов решена достаточно глубоко . Основное внимание о ней уделялось математическим методам и алгоритмизации расчетов режимов. В целом теория и практические методы управления ЭЭС разработаны достаточно глубоко. В отечественной энергетике эти задачи решали многие научные коллективы. Однако изменение экономических условий В энергетике требует уточнения инженерной постановки, корректировки математической модели, причем центр тяжести переносится на критерий оптимизации.

Для формирования критерия оптимизации общего вида необходимо исследовать вопрос о ценах энергетической продукции, которые в значительной мере предопределяются балансами электрической энергии ■> мощности. На различных условиях временной н пространственной иерархии могут применятся разные методы составления балансов, причем это различие усиливается, если перейти к современной формулировке балансовой задачи. Суточные балансы мощности и энергии ЭЭС составляются в основной для оперативного управления системой. Месячные и годовые - для определения экономической политики ЭЭС, для построения системы взаимоотношений между производителем н. покупателем. В данной работе исследовались только текущие балансы для управления ЭЭС на временных интервалах от месяца до года.

Ценность параметров режима и их стоимость зависит от того, по каким характеристикам и критериям рассчитывается текущий режим. От вида характеристик будет меняться распределение нагрузки в системе, изменится распределение потоков мощности в электрических сетях, меняться состав работающих агрегатов. Таким образом, в новых экономических условиях необходимо уделять особое внимание исходной информации, необходимой дая расчета стоимости параметров режима.

В настоящее время есть методические разработки по учету особенностей рыночной экономики в энергетике России, имеется также достаточно широкий опыт организации рынка электроэнергии за рубежом, но у нас эти проблемы еще недостаточно разработаны,

поэтому требую! развития и уточнения методов управления режимов ЭЭС е ноеьк экономические условиях энергетики России

Цель работы Разработка моделей оптимизации режимов ЭЭС, обеспечивающих получение параметров режима и их стоимости, что позволяет определять ценность параметров режима на энергетическом рынке

.¡алачи исследования

■ разработка моделей оптимизации режимов ЭЭС по различным критериям, их сравнительный анализ и определение области использования в режимных задачах текущего управления режимами,

- разработка статистических моделей учета потерт,электроэнергии в электрических сетях предприятий электрических хетеи различною типа и методика использования полученных уравнений регрессии при управлении текущими режимами ЭЭС,

- анализ энергетических характеристик станции и предприятий электрических еетей. и разработка схемы их получения при оптимизации гекуших режимов ЭЭС'.

- выполнение расчетов по типовым примерам для получения обншх количественных оценок, подтверждающих достоверность и практическую пригодность полученных резу.тыагоь

Методология и общая характеристика работы. Основу методологии работы составляет системный подход к объектам, неразрывными компонентами Iэкого подхода являются анализ и синтез. При разработке методов исследований использовались основные принципиаи.ные положения системного подхода, комплексность постановки задач, целей и критериев, выделение существенных свойств системы, использование математического моделирования в качестве основного инструмента

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработаны математические модели оптимизации режимов смешан ньтч I! тепловых энергосистем по экономическим критериям, коюрые могут применяться при текущем управлении режимами. Проведено сравнение полученных урдаиеннй оптимизации г.

общепринятым выражением по критерию минимума расхода условною топлива Показана необходимость использования уточненных критериев оптимизации при оценке стоимости параметров.

2. Провелека серия расчетов режимов электрических сетей для предприятии электрических сетей, нмеюших в основном либо распределительные, л и'"о системообразующие сети На их основе получены наиболее общие виды уравнений регрессии, которые целесообразно использовать при получении оценок параметров режима ЭЭС

Выполнены разработки по определению структуры затрат характеристик энергетических предприятии, определена динамика их погрешности и целесообразные интервалы корректировки режимов ЭЭС.

4. Определена топливная эффективность интегральных ограничений стока ГЭС при оптимизации текущих режимов ЭЭС атя смешанных энергосистем.

Практическая значимость работы. Все исследования выполнятисьс учетом прикладного значения тематики и на основе реальных данньгх. Получены следующие результаты, имеющие практическую ценность.

1. Проведены прикладные разработки по направлениям развития задач управления режимами электрических станций и энергосистем в условиях энергетического рывка Их результаты переданы для использования.

Выполнены расчеты по оптимизации режимов реальной энергосистемы и показана практическая необходимость развития н корректировки существующих методов управления режимами ЭЭС.

3. По реальным данным проведен статический анализ потерь электроэнергии в электрических сетях и получены уравнения регрессии, коюрые могут использоваться при управлении режимами ЭЭС и сетей.

4 По реальным данным тепловой электростанции проведен анализ энергетических характеристик, получены практические рекомендация об их использовании в оптимизационных расчетах.

5 По реальным данным получены количественные оценки стоимости гидроресурсов при работе ГЭС б системе.

Ца ,>:цдщу рИЧйСИКя:

1 ■ Соиокуиноеи. моделей .> и 111 KUiiaiu III режимои нрн икущем управлении Э'.К', ошсчаюшнх ipeGoiiamiio получения решения по еюп.мое шоп оценке параметром режима.

2 fvío;vc:iu rinepi ешчески.х характерно ик электрических ciaininii, имеющие коордннаиа "ini'paiu - парамслр режима, имеющий loiiapnyio iiII.V."Iь"

НМЛСЛЯЮ I СН МоДС. ш

- 'Шфат на толлино скшцнн н;ш ')')(' Ii •иннспмоет <>i могнн'чгш ччл имраГнчкп чдсиро uicpi мм И.

- jaipai im женлу ланию ciaiiHHii или ' )'K u lamiLiiMoe ih oí ¡' пли 1С,

- nein,i ii j.iullcllMoc ni > l /' H in II ,

■ прибыли u ишиснмосш oí /' ihm II'

3. Колмчесшснныс опенки. иодщсрждак чцне иеопчодимосц. |>:h]iíuiih Меюдоь и моделей oiuiiMiiiauiui режиме», iiojijченнмх для -лапа текущего управления')'.)(.' для периода oí iic'iKoai.uix меощеи до I ода.

•4. Модели имею г ад.ип пинии xapaKiep, чю ipeúye-i peí у.чириоп корректировки исходных данных 1схнпчсск*ло н лкомомнчсекого содержания

Ащ^Улачня раГчл1 I i Полученные |>с sy.ai, i i iu исследования . |oi,:i;i.uin;wiHel.: lia Российском научно-технической конференции "Ннфи1>*ttt.'H>tyu и пуоГиемы телекоммуникации' (I (овоспонрек, IW4), па семинарах кафедры (нечем управления экономики •шергегнкп Ш ТУ.

РеЗЛ'.'Я'ЦН.Я jíe-iy ль i íi lou Ио paóoie имеется i¡m <:».) а нне;у >с)иы lie резулыагы переданы в opiaiiinaiuiu, которые к цаеишшее время 'сишмакисм вопросами инергстмчееко! о рынка

Публикации. По теме диссертации авюром опубликовали следующие статьи.

1. Kpmcpnn üllTHMUiaiuIii режимов 'XJC при экономической самостоятельности п энергетике Научный вестник III "ГУ -1 |опоин~Н|^к: II д-ио НГТУ, 1996.-Nil.-C. 111-118 всоавюрсгвссРуеинонНС).

2 Характеристики тем 1-ч<ых по.гросншции и режимных чадачлх Ялучиый вестть. ///ТУ.-Ион.хиЬпрск. I Ьл-по 11ГГУ. 1У%7МЧ С 11*>-124

? Отимпчлцня режимов 'УК с унчом оеоосппоечсн рыночной чкопомниг Тсч. докл. на Российской н.|уч.-1схн копф • 1Ьчи'СмГчфек. 1- С 121

4 Па)чиые нрнпнппы н мсюды еочдлння пч.'шмоеинкшмою комплекса АРМоВ П.Ч в:) 1С I Г)11М II ЧП1-р| С-П1КС (>|ЧС1 О П.ЧУЧ.-НССЛСД. р.н'чче. РукОВОДН|СЛ1.

Т.Д. Фнлпппою I I* (II '> 4(1 оно: I -1 (овоенбнрек. Ш'

С Г I ур:| I! О'Ч.СМ р.ч'чмы Д(".'.ер' 'М1ПМ '-'О.'К'рж!!! I \() СЧр.Ч НИЦ ОСПОВ11' Ч о 1еч.е1.| 1МЛ). ч1 рлцпи. I1' 1.1Г'.шп,. 13 приложении II (.МИСОК ИеНО.11. ПСМОН

■мпергтры, по'мкчппи нлименовчпне

11 ^оо111С1сшш| с iri.ui4.iMH се содержание рл мелено на 4 ыанм, кведсчше И заключение. В прнчоженнах содерж.чия иском,мic.ii.ui 1е и .ичюлтпслып« материалы, (1 гакже докчмешы. подтержд.чкчипе внедрение ремуаыати рлоопч

Н ПС"рВ»>Н I .Ч;1|'С р.ЧееМЛГр|ПГ!М|еИ Про(*\т|СЧЫ \ЧфпвлСШ!Ч ре'ЛПМЧ VII '.)'.)(' с по'.шшн согрсмепмыч •ко.чомнчсскнх прчблс.м щс^сшки. Показаны укопомнчсскнс преобразования в 'Нср[ спи,е н условиях »нсрюНгк-скою рынка н вчлимоевя чи их с моделями н методами решения режимных ч.чдлч Такие рыночные клкч орин, как >иср] спгкчыш рынок, I <чс| р е-Тонмоси, ювара. мехатпм рег)лнроиання рынка п др. святим с >иср|сшчеекнми балансами 'Х)С. режимами чнер! стчсскпх станции н члскцжчесьн.ч сечен

Ротппс методов решения режимных ч,\ пч должно бачнров.чгься ил положении о :ом, М1\> 'Пер! елччеекис балансы до.гкиы давать не только величины 1схнпчсскнх пчрлме 1 р ш. но н п.х стоимости. Ьо.чыиинс1Ро режимных параметров НМСС1 юплрную ЦСНПОС11. II меюды решения режимных ччлчч Долины бьггь дорррог.ччы до лГ(ЧО \'р,.|'||.Ч расчетов При ном рчечечы должны ресгись по с.оо1ве!1.-ги\101шш кршерням онIимнч.чипн. должнч Сын, обоснована облаечь применения рч ; шчныч кгтерчев н солдат спештьнля схема расчетов.

АнОЛП) р,1!ИНП1'1 ОПЮВОГО 11 НОГрсбшс.ЧЬСКО! о рынков в

чкртнке нокачывяс! ва.*неч п. 14.1:14 илпнпропанш текущих режимов Э'ОС. 1».'1Ч.'М1'_Ы Ц01ЧИОс'1'Г >1 ЧП'МЧНИ П<"|ИМ ЮН !'еЧ'}Ч1еЧО П.ЧЛПИрОИЧННЯ являются

оснотч! кошрлктных щаммеошокч-пий ме:кду субьеклами энергетического рынка Н контрактах . офлжясгея номенклатура »псргстпчсскон

Продукции и се сюимость Во; корремною решения балансовых задач текущею планирования такую информацию получить нельзя

иеиоо'/разованне и Тарифы в жергсиие предопреде.чяюгсл [¡а( стоимостью энергетической продукции При лом возникает необходимость оценки не только мощности и энергии. но и "|>\Iих режимных параметров п«"черь мощности и энергии в элеырическнх сетях, стоимости шпетралышЕ ограничений. стоимости обеспечения надея.тюепт. поддержании качества .ж<-[Мни идр

Анализ методов рыночного ценообразования пок.-^Ыьает. чIо оОьекптЕные цены ы-'ЖНо получить но надежной к аогтог.ерно;! исходной информации. причем велика роль энергетических характеристик с юордитшах «стоимость - продукция» Эти характеристики должны удовлетворять требованиям их достовернойн, и юлы о при лом "уд\I расчиаи методы создания тарифов .па различных т|>(шт погрег-ите.ян, опюеою рынка, при переходе к мноюставочным тарифам н пр

Достоверность энергетических и сюимооных характеристик существенно различается для различных иерархических уровней управления 'УХ' г.о временя Если на стадии оперативною управления большую достоверность имею! характеристики р. координатах «.энергетические ресурсы - продукция», то на стадии текущею управления ло харак!еристнш «стоимость - продукция» Следовательно. при соззатыи л с юлок расчетов режимов необходимо учитывать реальные условии

ОпЫ1 организации ¿нергетнческих рынков ;а р\оежом потатывает, чю необходима параиельноегь разработок ^коиомнческнх вопросов функционирования лигрптичгскоы рынка и научною и прикладною аппарат решения режимных задач

В отечественных публикациях сейчас, в основном. освещаются ре тульгзты по экономическим проблемам ¿кергетикн, режимным задачам-уделяется небольшое внимание Однако, несомненно, что методы и алгоритмы решения режимных задач должны корректироваться и развиваться

На основании изложенного были (формулированы актуальные задачи исслсдоелкия

— развитие существующих методов отимитанин режимов работы У)С ллч рыночных условий с целью правильного определения стоимости параметров режима Э'Х',

— разработка схемы расчета для планирования текущих режимов .'УХ',

о

— создание моделей для определения стоимости различных параметров режима, имеющих товарную ценность.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей оптимизации режимов работы ЭЭС для различных критериев.

Исследована задача распределения нагрузки Э')С и разработаны модели с применением экономических критериев вида: минимума издержек на условное и натуральное топливо, минимума эксплуитацнонных издержек, минимума системных издержек, максимума прибыли. Известно, что в задачах распределения нагрузки чаще всею используется критерий минимума расхода условного топлива. Для такой постановки разработано большинство алгоритмов и программ.

Традиционно критерий минимума полных издержек, по существу, был тождественен критерию минимума расхода условного топлива при условии постоянства цены условного топлива по системе. Если же речь идет о реальных затратах, это условие не выполняется.

При оптимизации распределения нагрузки по минимуму затрат системы, включающих не только издержки ни топливо, но и эксплуатационные издержки, условие оптимальности для любою момента времени 1=1...к периода Т и смешанной энергосистемы записывается в виде:

В, + С,Р, + 2(с]М) +Р,а-,) Х2д2 + Ь'2+Д2сг2 + 2сг2(Ь2 -&Р2 + Р2а2) 0) /-<т; 1 — <? 2

вместо условия, которое соответствует минимуму расхода условного топлива:

4 _ , Япс №

1 - о, 1 -

при интегральных ограничениях по стоку для периода Т:

И' - IV " пс - ггемш.

Здесь Д.СрД,^,с,' — постоянные, влияющие на стоимость параметров режима;

°ра2— относительные приросты потерь активной мощности в электрических сетях при изменении мощностей и Рг — ТЭС и ГЭС соответственно; Чпс — относительный прирост расхода воды ГЭС: Л/;, ДЛ — пoтqш активной мощности в электрических сетях.

Различия в условиях оптимизации существенны и следовательно будет меняться стоимость параметров лЛ.', >

В табл 1 приведены сравнительные результаты распределения нагрузки между ТЭЦ и КЭС, полученные при различных оптимизационных критериях в виде относительных коэффициентов и .те отношения максимальной * л-, и. „ . минимальном ■> и

средней мощностей станции к соответствующим мощностям нагрузки

Показаны изменения режима в сравнении с полученным по критерию минимума расхода условного топлива Отличие е мощностях составляет 10-.0"ь — это существенные изменения в режиме (гачтП Таким образом, реальные экономические кригерии (эксплуатационные издержки. < не генные издержки) значительно меняют результат распределения, а следовательно, и стоимость мощности системы

Должны получить количественную экономическую оценку и системные факторы Полные издержки с их учеюл включают, помимо .»ксплуатаьнонных затрат, издержки на надежность, качество и потерн электроэнергии в электрических сетях.

;;=;;,.„ +• + а. ш

Для различных иерархических уровней управления ЭЭС обоснованно можно применять только критерий определенного вида Обоснованность определяется возможностями получения достоверной информации Дчя различных задач текущего планирования режимов могут быть использованы любые названные выше критерии, но наиболее обшим является критерий минимума полных издержек

Особую актуальность приобретает оценка стоимости интегральных ограничений по топливным ресурсам ТЭС или возным ресурсам ГЭС Наиболее корректный учет ограничений на интегральные параметры режима возможен при использовании системы координат тарыонического разложения (СКГР) Это новый метод В нашей работе проведены расчеты с его использованием н показана ею работоспособность для рассматриваемой задачи

Определялась стоимость интегральною ограничения по топливной эффективности ГЭС и по влиянию на полные затраты тепловой ыаниин (рис П Еариативиость эффекта ГЭС дтт реальных условий эксплуатации составила более 200°'о

Риг. 1 Oiii-ика >Ф !)Мшт.п-ш ишмp.-v.ü.UMi о иф.иш'ктшя я:1я 7 лией недели

Обо значения: Toiiiiiiiiiii,uí зффект, определенный по критерию 1 - tnin Вут ,2 - min 1>„ j„, 3 - tum Hh!_„_, 4 - min Iii,,, „,., 5 - min И„„.

Разработана схема расчетов балансов мощности и энергии с определением стоимости параметров режима ЭОС, включающая пять основных блоков:

— исходной информации;

— оптимизации релитов '.УУС. по соответствующей модели;

учета дополнительных затрат, которые не включены в блок оптимизации;

— определения стоимости iiapaHeipou режима всей системы, отдельных ее

г*

частей или предприятии;

— определения iioi peiiiHocieii полученных результатов.

Следует подчеркнут ь, что для зкономпческоге управления необходимо знать стоимости iiapaMeipoii режима по кр) пимм узлам нагрузки, по предприятиям злекгрпческих ест ей, но классам напряжении, т.е. но всем единицам, участвующим в чкономнчсском функционировании 'ЮС.

Сравнительные результаты распределения по различным критериям оптимизации

—о к аз з т е л 1 критерий «и«. с

Ву.т. ТЭЦ 0.294 0,299 0.29

КЭС ' 0,706 0,701 ¿,71

Иут ТЭЦ . 0,293 0,393 0.342

КЭС 0,707 0,608 0,658

Ин.т. ТЭЦ 0.308 0.388 0.308

КЭС о,б?: 0.61: ! 0,69: 1

Ист. ТЭЦ 0.35 0.38 | 0.35

КЭС 0,6? о.б: ) о.б?

Исист ТЭЦ 0,343 0.369 I 0.347

КЭС 0.657 0,631 | 0,653

В третьей главе дан анализ особенностей применения энергетических характеристик

9

электростанина для планирования режимов ЭЭС.

Переход от общепринятого критерия оптимизации по расходу условного юплига к стоимостным критериям требует анализа энергетических характеристик в координатах (•стоимость — мощность». Цель анализа — определение возможности получения необходимой характеристики на различных уровнях временной иерархии управления режимами и определение их достоверности. Эги оценки, по существу, определяют схему плакирования н регулирования режимов ЭЭС. Периодичность планирования и регулирования определяете интенсивностью изменения стоимости параметров режима, имеющих товарную ценность.

Погазано. что при оперативном управлении режимами, реальными для использования чь.нюкд только характеристики Е- координатах • расход электрическою рес'.'рса — мощность»), 111 "т *¡.^о ^ог.з!; н^' !■' г. 1ц'угон "т."-'|г с я через масшГаОнрОЕапне а л.чрактернстиг.я

и

Показано, чю при оперативной управлении режимами, реальными для использовании являютел юлько характеристики в координатах «расход электрического ресурса — мощность» Преобразование их в другой екд осуществляется через масштабирование. Эти характеристики могут быть получены в АСУ ТП или по данным суточного учета Это самые точные характеристики, и их погрешности составляют 2-5%.

Дтя задач текущего управления можно получить характеристики в координатах «стоимость — мощность», чю позволяет решать режимные задачи по экономическим критериям

На основании расчетов определена изменчивость характеристик на примере реальной ТЭЦ, которая на месячных интервалах в течение года составила 10-20% в абсолютных показателях.

Выполнен'анализ структуры затрат для реальной ТЭЦ за годовой период с месячной дискретностью и установлены значительные изменения «услоЕно-постоянных» затрат Так, материальные затраты изменяются до 19%, расходы на оплату труда — до 6% , издержки на амортизацию — до 6% Остальные составляющие затрат на производство энергия более стабильны Следовательно, изменчивость характеристики ТЭЦ составляет более 30% затрат.

По большинству сгатей заграг изменения во времени могут бьпь учтены на интервале не менее месяца На суточном же интервале возможен учет в темпе процесса затрат на использование энергии со стороны, топливо и оплату труда при разработке специальной методики в той част и. которая связана с оперативной деятельностью.

Проведены расчеш чувствительности характеристик к изменению мощности по реатьной исходной информации Они показали, что для среднесуточной характеристики относительные приросты составляют 0,3—0,5 т у т /МВт, для среднемесячной — 0,2-0,.' 7 ул .'МВг, 0,1—0,25 тысруб|МВ1* При этом стоимость мощности меняется до 10%, что. бесспорно, влияет на результаты экономического управления ЭЭС. Получая оценки изменчивости характеристик, можно разработать схему планирования и регулирования режимов.

Проведено исследование вариативности характеристик, на примере реальной ТЭЦ. Для получения различных характеристик — Ву,(Р), Иь(Р), И-„(Р), Ц(Р) — исходной является характеристика расхода натурального топлива. Переход от исходной к другим внлам'

характеристик может осуществляться через некоторые коэффициенты коррекции. Вариация коэффициента перехода от характернстнкк расхода топлига к топливным издержкам может составлять свыше 170%, а коэффициента перехода 01 топливных издержек к эксплуатационным — более 70<!'о. Приведенные результаты показали, что в схеме расчета характеристик необходимы блоки коррекции стоимости параметров режима ЭЭС.

Анализ показал, что стоимостная оценка параметров режима возможна только при текущем управлении режимами на интервалах от месяца до года и при наличии достоверной методики учета, прогнозирования и планирования условно-постоянных затрат.

Разработана схема построения характеристик электростанций в задачах планирования режимов ЭЭС. Она дополняет существующие алгоритмы по планированию режимов и является обязательной при использовании экономических критериев. Схема имеет четыре обобщенных блока:

1. Полученне и обработка первичной информации.'

I: Расчет характеристик станций в требуемых координатах,

3.: Прогнозирование н оценка изменчивости характеристик; определение

периодичности планирования н регулирования режимов ' 4 1 Оценка погрешностей характеристик.

Четвертая глава посвящена разработке статистических моделей расчета стоимости потерь мощности и электроэнергии в узлах нагрузки электрических сетей. Наиболее сушесгвенные группы факторов управления режимами, определяющие уровень потерь активной мощности в сети, мощность нагрузки отельных потребителей, суммарная мощность нагрузки, генерация отдельных станций, сопротивления ветвей схемы, напряжения в узлах генерации Помимо общей схемы к определению елиягощих факторов, в работе представлены схемы наиболее вероятной комбинации их:

АР (Р п.Р п-Р г,.Р ..,.и г Б

Р. работе рассматривались следующие модели расчета потерь мощности: регрессионная. ст|".ктурно-'"'3лз1!сога< модель .'нерюснсгемы и оценочная модель для характерных режимов. К.н-чеп: * ач-гли* рр:\лыатог. показали, что целесообразно применять регрессионные модели.

В регрессионных моделях исследовались две схемы: с концентрированным узлом нагрузки и с сочеганнем концентрированных и отдельных узлов. Расчетный пример соответствовал реальным предприятиям электрических сетей (ПЭС). Выделены два вида ПЭС: с питающими и распределительными сетями.

ПерЕый тип ПЭС имеет непосредственную связь с генераторными узлами электрической сети. Все издержки могут бьпь отнесены к генераторным узлам. Второй гнп — ПЭС с концентрированными узлами. Потери мощности в них могут быть отнесены на узлы нагрузки.

Проведены численные эксперименты определения потерь мощности. При определении потерь активной мощности в питающих сетях цель расчетов заключалась в выявлении ендов возможных для использования уравнений регрессии по определению той доли потерь мощности, которая может быть отнесена на конкретную станцию.

В рамках численного эксперимента по определению потерь мощности в распределительных сетях были исследованы задачи распределения потерь мощности в сети иеасду концентрированными узлами и определения стоимо««* потерь мощности в электрических сетях в целом.

В результате расчетных экспериментов получены регрессионные модели общего вида, позволяющие вносить поправки на величину потерь как в расходные характеристика станций, так и б характеристику нагрузки, а также определять стоимость потерь мощности в электрических сетях.

Наиболее достоверные регрессионные модели , полученные для системообразующей сети, приведены в табл. 2.

В существующих затратах издержки на потерн энергии вообще не учитываются. Вместе с тем, если ПЭС ведет самостоятельную экономическую деятельность, потерн — это транспорт ные расходы, которые несводимо учитывать. Проведенные исследования значимости потерь энергии в затратах ПЭС на конкретном примере показали, что варнатиЕносгь постоянной составляющей — 2-3 %, переменной — до 3 Следовательно, прн определении реальных стоимостных оценок параметров режимов нельзя пренебречь изменениями издержек ГОС.

Таблица 2

Результаты регрессионного анализа влияния различных факторов иа потерн в системообразующей сети.

Коэффициенты уравнении регрессии Оценка регрессии

а! ВРвс айвг Ьрю* ер-т 4« е Я- кмДу N Стандартное отклоните коэффициентов и Т-критернй

ар»с ар1!,. Ьркк СРтц ¿рях

134,86 16 0,182 © 8,54 105 © 0,127 © -0,147 © 0,000 6 © 3,98 С.978 '' 7 42 0,06 3,04 3 10-* 2,77 0,007 17,38 0,0099 15,07 0,00057 0,091

61,875 0,0195 © 0,1276 7 • ® -0,14696 © 6,36 6 0,974 7 44 0,0052 3,73 0,0032 40,13 0,0071 20,78

53,076 1 -9,6 10« © 0,1274 7 © -0,1474 ® 6,48 9 0,973 7 44 2,8 10« 3,43 0,00324 39,32 0,0072 20,47

Примечания:

0 - коэффициент значим по критерию Сгьюдснта © - по критерию Сгьюдента коэффициентом можно принебречь. £ -стандартное отклонение переменной У ¡{■жЛг -коэффициент множественной детерминации

Л'-число степеней свободы #

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Б диссертационной работе исследовалась задача оптимизации режимов ЭЭС с учетом особенностей рыночной экономики. Получены результаты по совершенствованию методов эюй задачи иа основе использования экономических критериев оптимизации, стоимостных характеристик энергетических предприятий и экономических оценок параметров режима ЭЭС.

Разработки по данным направлениям позволили выявить принципы расчета режимов ЭЭС, удовлетворяющие новым экономическим условиям. Получены следующие конкретные результаты.

1. Выполнен анализ проблемы определения стоимости параметров режима для текущего управления режимами ЭЭС при рыночных взаимоотношениях в энергетике. Определены основные требования к моделям расчета режимов. Дана схема взаимосвязи раллнчныч моделей оптимизации с иерархической схемой управления режимами ЭЭС.

п

2 Дан анализ существующих моделей оптимизации режимов ЭЭС и определена область их использования. Разработаны модели с использованием различных критериев оптимизации, имеющие более широкую область применения В них учитываются разнообразные аспекты рыночных взаимоотношений между электростанциями и электрическими сетями. Исследованы задачи текущего управления и разработаны модели с применением экономических критериев вида: минимум издержек на топлиео, минимум эксплуатационных издержек, минимум издержек системы, максимум прибыли Определены области применения каждой из предлагаемых' моделей. Проведено q>ЭEнeниe результатов оптимизации по новым критериям с результатами полученными по общепринятому критерию минимума расхода условного юплнва. Различие в параметрах режимов по мощности н выработке достигает 15-25 %.

3 Проведен анализ энергетических характеристик электрических станций и показана необходимость более корректного их представления в расчетах режимов. Разработаны схемы их получения при оптимизации текущих режимов ЭЭС. Определена дзыенчивость характеристик дтя реального обьекта на месячных интервалах для годового периода. Она составила 2-70%. Разработана блок-схема построения характеристик как обязательная часть комплекса задач управления результатами ЭЭС.

I Рассмотрено влияние различных критериев оптимизации на результаты расчетов топливной эффективности интегральных ограничений стока ГЭС при оптимизации текущих режимов ЭЭС для смешанных энергосистем Дтя конкретного обьекта получено различие в опенках до 100 %

5. Разработаны статистические модели учета потерь электроэнергии и активной

мощности в питающих и распределительных электрических сетях ПЭС и методика

использования полученных уравнений регрессии при управлении текущими режимами ЭЭС. „ - - л

Полученные' наиболее обшие регрессионные модели для питающих и распределительньгх сетей позволяют еносить поправки на величину потерь как в расходные характеристики станций, так н в характеристику нагрузки. С их использованием можно определить долю потерь, которая может быть онтесена на конкретную станцию, что особенно актуально в современных экономических условиях Статистический анализ выполнялся на основе конкретных материалов предприятий электрических сетей.

6. Проведен количественный анализ влияния различных факторов на стоимостные оценки параметров режима ЭЭС. Топливная составляющая влияет на 15-25 "Л, расходы на транспорт электроэнергии - до 10%, на обеспечение надежности - до 5 %.

7. Все выводы подтверждены расчетами по фактическим данным Объектами анализа являлись предприятия АО Новосибирскэнерго и АО Красноярскэнерго.

Подписано в печать 30.12.96. формат 60x84 1/16. бумага оберточная.Тираж 100 эю. Уч.-нздл.1,2. Печл. 1,3 Заказ ^

Отпечатано в типографии Новосибирского_государственного_техничесиэго университета 630092, г. Новосибирск, пр.Марюса ,20