автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Совершенствование методов расчета межсистемных перетоков электроэнергии и управления ими

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

НГУЕН КУАНГ ХЬЕН

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА МЕНСИСТЕОК ПЕРЕТОКОВ ЭДЕКТРОЭНЕРГШ И УПРАВЛЕНИЯ ИМИ

05.14.02 - Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени ■ кандидата технических наук

На правах рукописи УДК 621.311.001.24.003.13

Минск 1952

-У

\

.Работа выполнена «а кафедре "Экономика и организация энергетики" Белорусской государственной политехнической акадё

Научный руководитель - доктор экономических наук,

профессор Падалко Л.П.

Консультант - кандидат технических наук,

доцент Керного В.П.

Официальные оппоненты -. доктор.технических наул,

профессор Короткевич М.А. кандидат технических наук, Бабочкин В.Т.

Ведущая организация ОДУ энергосистемами

Республики Бэларусь

Защита состоится " 03 " шшя "1992 г. в часов на заседании специализированного совета К 056.02.02 при Белор; кой государственной политехнической академии ( 220327, г.Минем проспект Ф.Скорины, 65, аудитория 201, корп. 2)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белоруссш государственной политехнической академии

Автореферат разослан " "_1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета К 056.02.02 кандидат технических наук, доцент ¿^и

А.Н.Герасимов!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность. Для развивающихся стран важнейшей проблемой в развитии экономики, предпосылкой успешного ее развития является создание энергетической базы. От уровнд развития энергетики в конечном итоге зависит благосостояние населения, экономическая независимость страны.

Вьетнам характеризуется недостаточным энергетическим потенциалом. При численности населения в 60 млн. человек, установленная мощность электростанций составляет всего 3,2 млн.кВт. Поэтому в перспективных планах развития экономики страны большое внимание уделяется наращивания энергетического потенциала.

Схема развития энергетической системы Вьетнама в ".рачительной мере определяется спецификой ее территории, которая характеризуется большой протяженностью, около 2000 км. Раньше промышленность и соответственно электроэнергетика были сосредоточены в оснобном на сезере и юге Вьетнама. В настоящее время повсеместно на всей территории происходит развитие экономики, что требует сооружения электрических станций и линий. Яри этот* основная электрическая сеть представляет собой цепочечную схему, каждый узел которой может рассматриваться как некая условная энергосистема. Такая специфика схемы основной сети накладывает свой отпечаток на методы определения оптимальных режимов ее работы.

Одним из важных моментов в решении данной задачи является определение межсистемных перетоков мощности, что позволяет осуществить дезагрегацию всей задачи на относительна обособленные части. Для решения каздой "из них могут быть использованы известные методы расчета ренима.

Важность определения межсистемных перетоков обусловливается и тем обстоятельством, что располаженные вдоль территории Еьетн^а районы представляют собой относительно самостоятельные административно-хозяйственные провинции. В этих условиях возникает необходимость денекных расчетов за перетоки энергии между провинциями (будем называть кх далее-; межсистемными перетоками), что требует разработки и применения обоснованных тарифов для них, как инструмента органи-

■зации оптимального экономического взаимодействия между параллельно работающими энергетическими системами.

В этой связи проблема разработки методов обоснованного определения межсистемных перетоков мощности, тарифов на ню а также методов расчета режимов работы отдельных частей объединенной энергетической системы Вьетнама, представляе-ся весьма актуальной задачей.

Цель работы заключается:

1) в-разработке методов расчета меженотемных перетоков мощности и электроэнергии и методов экономического управления ими;

2) в совершенствовании алгоритмов расчета нормального потокораспределения с учетом зквивалентирова.шк электрической схемы сета.

Поставленные дели в диссертации достигаются:

- разработкой метода расчета межсистемных перетонов <ощности (электроэнергии), основанного на использовании динамического программирования, дающего возможность решать задачу для сложных расчетных схем электрических систем с уч том нелинейности расходных характеристик электростанций и потерь в линиях электропередач;

- разработкой системы алгоритмов и программы расчета по токораспределения, базирующихся на матричном методе векторо узловых напряжений, дающих возможность быстро и надежно получить результаты с одновременным эквивалентированием расчетной схемы сети;

- разработкой методических принципов построения тарифов на межсистекные пнретоки электроэнергии (МПЭ), позволяющих более полно учитывать режимные особенности параллельно работающих энергосистем, и математических соотношений, опреде ляющих экономическую выгодность обмена энергией;

- подакторнкм анализом влияния .МПЭ на экономические показатели работы энергосистем, в частности, на показатель рентабельности.

Научная новизна работы'состоит в следующем:

- разработан многоэтапный метод расчета ЫЛЭ, основании? на использовании динамического программирования и дающий вс мсжность решать задачу для сложных расчетных схем электриче

зс систем и учитывающий ограничения различного рода;

- предложен новый подход к проведению расчета потоко-:спределения на базе разработанного матричного метода век->ров узловых напряжений, дающлй возможность с помощью прогулы, составленной на языке Фортран-1У, быстро и надежно )лучить результаты расчета с любой степенью эквивалентиро-шия расчетной схемы сети 1Ю-330кВ;

- получены условия в виде математических соотношений, бактеризующие экономическую выгодность обмена энергией • зжду параллельно работающими энергосистемами; разработаны гтодические принципы учета режимных особенностей передащих принимающих энергосистем при построении тарифов на МПЗ;

- на основе количественного анализа выявлено влияние МПЭ а экономические показатели работы энергосистем и получены оотЕетствующке математические соотношения, позволяющие оце-ивать указанное влияние.

Практическая ценность работы состоит в том, что на ее ос-ове представляется возможность

- дгстаточко оперативно, не прибегая к расчету режима аботы всей объединенной энергосистемы (ОЭС), определять меж-;:отемкые перетоки мощности (МГШ с учетом различного рода граничений, накладываемых на технические параметры режима аботи электростанций и межсистемных линий электропередач;

- быстро п надежно получать расчетные параметры нормаль-ых режимов энергосистемы ОС) в условиях возникающих задач перативного управления, выбора оптимальных схем развития

ри проектировании с необходимой степеньо точности получае-ах результатов;.

- определять тарифы на МЩ, которые обеспечивают экономи- • зскуга заинтересованность в обмене энергией между параллель-

э работающими энергосистемами, что очень важно-в современ-¿х условиях работы энергосистемны Вьетнама;

- проведения количественного анализа для выявления влия-?п МПЭ на экономические показатели передающих и принимающих -¡сргосистем, тем самым обеспечивая применение совершенного -¡струмента экономического управления в энергосистеме.

Апробация работы. Основные положения диссертации доклады-1лись на X Всесоюзной конференции по моделированию электро--

энергетических систем (15-17.10 1991, г.Каунас) и на научны) конференциях БГПА (Минск, 1990,1991).

■Публикации. По теме диссертации опубликована одна работе

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введет ■ четырех глав, заключения и приложений, содержит странш

- СОДЕРЖАНИЕ даССЕРТАЩОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цели и задачи исследования, изложены научные результаты работы и ее практическая ценность.

В первой главе освещены современные проблемы и состояние энергетики Вьетнама. Показано, что в настоящее времл энергосистемы страны находятся в стадии формирования. В -1990 году выработка электроэнергии на душу населения составила всего 140 кВт.ч. На электростанциях большой удельный вес составляет физически и морально устаревшее оборудование. Недостатсчн развиты электрические сети, что затрудняет решение проблемы широкой электрификации народного хозяйства. Поэтому важной задачей для энергетики Вьетнама являются наращивание введа новых генерирующих мощностей, развитие электрических сетей и создание на этой основе объединенной энергетической системы. В этих условиях возникает сложная задача нахождения наивыгоднейших режимов работы ОЭС на основе оптимального рас пределения электрических нагрузок между электростанциями и расчета потокораспределения в электрических сетях.

При расчете режимов работы ОЭС применяют дезагрегирована за^-чи, т.е. всю систему разбивают на'отдельные подсистемы, для каждой из которых решают рассматриваемую задачу. При эте возникает проблема взаимоувязки режимов их работы, которая сводится к нахождению МИМ, оптимальных с точки зрения режимг работы всей ОЭС.

В задаче оптимизации режима работы ОЭС Вьетнама может бь предложен двухэтапный подход.

На первом этапе определяются 1ЛПМ. Чтобы они оказались ог тиыальными с точки зрения режима работы всей ОЭС, каждая энергетическая система должна бь'ть съэквивалентирована оптимальным образом.

На втором этапе, зная значения 1ЛШ, для каждой ЭС рассчитываются оптимальные режимы ее работы. При этом, если МШ оптимальны, то и режим работы каждой ЭС будет оптимальна.! с точки зрения режима всей ОЭС.

:Широкоизвестные такие методы оптимизации,как метод Лаг-ранка, градиентный метод и др. имеют недостатки в вид' того, что, во-первых, они требуют применения нелинейных, выпуклых вниз функций, во-вторых, при их применении необходимо решать систему нелинейных уравнений путем последовательных приближений и осуществлять сложные математические операции для учета ряда условий с целыэ определения абсолютного минимума. В данной работе предлагается применение метода динамического программирования, который преодолевает вышеуказанные препятствия.

Вторая глава посвящена вопросу определения Mi!.! и МПЭ. Данная задача может рассматриваться1 как самостоятельная, если каждую отдельную ЭС представить в виде одной эквивалентной тепловой электростанции (TSC). Предварительным этапом является нахождение эквивалентной энергетической характеристики каждой отдельной ЭС Si (Fi) , выражающей зависимость расхода топлива от ее суммарной электрической нагрузки.Зная расходную стоимостную характеристику ка-вдой ЗС, критерий оптимальности можно записать в форме минимизации стоимости расхода топлива во всей ОЗС. Учитывая условие 'баланса модности в кал-дом узле ЭС, величина нагрузок узлов мокко представить в виде функций от значений перетоков модности. Для решения задач в данной постановке эффективно применение метода динамического программирования, который обладает тем достоинством, что он не привязан к какому-либо конкретному виду целевой функции.

Решение задачи методом динамического программирования представляет собой многошаговой процесс, сводящийся к определению функций Беллмана для всех узлов расчетной схемы. Каждая точка функции Беллмана для данного узла определяется с помощью рекуррентного соотношения в зависимости от каждого возможного значения перетока мощности последующего участка линии.

Для цепочечной схемы, в каждом узле которой приложены генерирующая Xi и потребляющая P«i нагрузки, функция Беллмана

представляется а виде (ддя к -го узла)

'Ьк(Р) , (I)

где Хк - генерация К-го узла, Р - суммарная нагрузка для всех К узлов с учетом потерь мощности в сети, ^.(^в) -расходная энергетическая характеристика к -го узла.

Процесс расчета продолжается.до тех пор, пока не будет получена функция Беллмана для последнего узла, характеризующая минимальный расход топлива во всей системе при данном значении перетока мощности в последнем участке линии электропередачи (ЛЭД). Значения межсистемных перетоков определяются обратным ходом. В работе разработан алгоритм, по которому составлена программа на языке Фортран-1У для решения поставленно} задачи табличным методом.

В работе выполнен числовой пример расчета в аналитическом виде. При этом энергетические характеристики отдельных ЭС представлены в виде квадратичных функций. Во избежании появления высокостепенных уравнений, решение которых трудно осуществимо или невозможно, рекомендуется приближенный способ учета потерь мощности в ЛЭП. Дпя этой цели расчет проводится в два этапа. На первом этапе осуществляется расчет без потерь в ЛЭП, по результатам которого рассчитываются величины потьрь, выражаемые затем в долях от значений перетоков,'что дает возможность получить линейную зависимость. Далее осуществляется расчет второго этапа уже с учетом потерь в ЛЭП. Для обеспечения более высокой точности результатрв расчета можно провести .третий этап и т д. Однако практика расчетов показала, что во -многих случаях результаты второго этапа являются вполне удовлетворительными, Более того, можно повышать степень точности и ускорить процесс расчета путем учета потерь в ЛЭП уже на первом этапе.. Дня этого необходимо в начале оценить предварительные значения и направления перетоков мощностей, на основа нии которых определяются величины потерь в линиях в виде линейных зависимостей от них.

Далее в работе рассмотрены особенности расчета для сложных расчетных схем. Анализ показал, что в отличии от случая, когда расчетная схема является простершей (цепочечной), здесь

качестве искомых величин расчета обратным ходом участвуют

; только перетоки на участках вывоз.кноЯ основной цепи, не и «г?.)

гличины мощности Хв» на последних участках цепей, непос-дственно подключенных к основной иэпи, которые в дальней-гм будем называть цепями второго этапа. При этом показано, го в результате расчета обратным ходом для основной цепи аходится сумма В1"1 всех величии мощностей , £ = О ,

це - количество цепей второго этапа. С2/ть поэтапного ринпипа, предложенного з работе, заключается в тс.!, что для

эхеждения величин пэретояоз мощностей основной цепи следует

* 'к .ЯЛ £а>

выбирать произвольные /%а! , отвечающие условии

определить их а условиях оптимальности режима пепел зто-

ого этапа. Поэтому процесс расчета сводится к решени» сле-

ующеЯ задачи.

2 я; клщ) т'-п-у

2 ЯКе. =ь З . 1-1

десь Ь; (Х^ ) - дункшя Ееллмана для предпоследнего узла I -й пепи и согласно принятому принципу сна имеет квадратич-У» <|орму.

Заметим, что возможно существование и 1:эпей третьего отапа, одяяиченных к непям второго этапа. При этом, увеличивается исло неизвестных, т.е. з гкразении функции кроме ХЙ*

частвует е^е лкь} - величин перетоков мощности в лослед-их участках линий ггепеЯ третьего этапа, подключенных к 4 -й ' ■ епи. Когда число цепей третьего этапа более либо равно двум, аличество кенемнх ведичгч в (2) болыче, чем максимально' воз-енное число условий. 3 этом случае необходимо прибегать к ормнревакпя ^ункпнй Баллона для испей третьего этапа и т.д., ока не бугет получено достаточное количество условий.

В работе подробно рассмотрены разновидности расчетных хем электрических сетей и выявлены соответствующие .методи-еекке принципы и математические соотношения для решения пос-авленной задачи.. Благодаря поэтапному прингапу получается ростой метод расчета. При этом легко у^1тыпаатся огранлче-;;я различного рода.

В работе рассматривалось решение задачи в комплексной пос-таноеке (с учетом активных и реактивных мощностей). При этом в качестве критерия оптимального распределения реактивных мощностей принимается условие минимума потерь активной мощное ти в ЛЭП от перетоков реактивных мощностей.

Реализация алгоритма динамического программирования для комплексной постановки задачи осуществляется поэтапно. На пергой этапе находится распределение активной мощности без ' учета.потерь в лиииях. На втором этапе распределяется реактивная мощность без учета потерь реактивной мощности. На третьем этапе 'осуществляется расчет распределения активной мощности с учетш потерь активной моцно'сти, рассчитанных на основе полученных величин перетоков активных и реактивных мощностей. На четвергом этапе определяется распределение реактивной мощности с учетом потерь реактивной мощности, рассчитанных на основе полученных из второго и '.третьего этапов значений активных и реактивных мощностей. Вычислительный процесс считается законченным, если результаты ближайших этапов отличаются друг от друга не более, чем эаданная величина точности.

Далее рассмотрены особенности реализации алгоритма динамического программирования для смешанной ЭС. Разумеется, если работа гидроэлектростанции (ГЭС) не ограничена величиной пропуска воды, то целесообразно использовать максимальную мощность ГЭС. На практике ГЭС работают по заданным величинам пропуска воды за какой-то период,- например сутки. Поэтов ¡оставленная задача должна решаться для суток в целом. Для данной зз дачи расчет методом динамического программирования проводится по следующей схеме. Сначала строится таблица расходов топлива" ТЭС по отношению к величинам суммарной мощности ЭС по известному нам принципу применения метода динамического программирования. Из этой таблицы маянс построить таблицу, имеющую 24 столбца. Каждый элемент ее показывает снижение расхода топлива на всех ТЭС в данный час суток в соответствии с величиной экономии мощности ГЭС аа счет "помощи" от ГЭС. По данной таблице можно установить, в какие часы суток целесообразно использовать предлагаемую помощь от ГЭС (по максимальному снижению затрат топлива) в соответствии с величиной этой помощи. Далее по данным ГЭС строится таблица, имеющая столько столбцов, сколько' ГЭС участвует в производстве электроэнергии ЭС.

каждый элемент ее показывает значение расхода воды данной ГЭС для получения соответствующего значения мощности (I МВт,¿.МВт,., и т.д.). По этой таблице можно установить, какие ГЭС нужно применить (по минимальному расходу воды) для обеспечения необходимой величины мощности в разные часы суток. С помощью этих, двух таблиц находятся максимально возможное количество электроэнергии, вырабатываемой ГЭС з сутки и соответствующий план работы ГЭС, а также максимальная величина экономии топлива на ТЭС и структура распределения этой эконо?яш по часам суток. Второй этап, связанный с определением распределения мощности между ТЭС в каждый час проводится с помощью таблицы расходов топлива на ТЭС образам .ходом известна.! способом;

В работе рассмотрен численный пример расчета по вышеизложенной методике.

Третья глава посвящена алгоритмизации матричного метода векторов узловых напряжений к преобразованию схем электрических сетей для расчета параметров их режимов, что успешно может быть использовано в услозиях Вьетнама при формировании ОЭС.

Матричный мето„ векгсров узловых напряжений является весьма перспективным в организации расчетов потокораспределения в условиях часто изменяющейся исходной информации. Этот метод позволяет легко учесть случайный характер нагрузок в узлах, изменение схемы коммутации сети, ее экЕкзалентирование, а при необходимости - организовать итерационный процесс расчета с учетом статических характеристик нагрузок.

Запишем в комплексном виде для' К -го узла (к =0,1,2,... .., п ) с примыкающими н нему ветвями ( к - з ), принадлежащего сложно замкнутой сети энергосистемы с ( п -г -* ) узловыми уравнениями и подчиняющегося первому закону Кирхгофа, уравнение

Р**; а, = и«еука (икй**Ч и, Л * <з>

где Ц1^ , Чд - угль: модулей узловых напряжений IIк , ; --количество узлов, обозначающих противоположные концы ветвей,' связанных с " -;> узлом; Рк , йк - активная и реактивная мощности К -го узла; ~ сопряженный комплекс проводимости ве^ви ( к-5 ).

В результате ряда последовательных преобразований комп-леквных узловых уравнений с использованием в качестве упроще ний первых членов разложений тригонометрических функций в ст пенные ряды, получены выражения раздельно для активной и pea тивной мощностей

где tjj^s » ~ действительная и мнимая составляющие Прово'

димости ветви ( К—S ).

Разделив обе части равенства (4), (5) на множитель U« и введя обозначения

ÜKSeUK-üí; tftts

получим

£ * t А t Б

Из последних уравнений выделяются первые слагаемые правых частей с обозначением их Ак , Б к , а алгебраические сумки, остальных слагаемых соответственно - Ск и Dk • Тогда

Ак = Pk/UK-C« Z yt-sVs у

w

(8)

Ьк = й*/1)к -Р =.2 0 кз . (д)

По полученным выражениям раздельно составляются системы независимых уравнений. В качестве балансирующего узла (он же базисный по напряжению) принимается нулевой узел, для которого Фо =0 и и*=и» ( Ус - заданное напряжение базисного узла). Б матричном виде расчетные выражения (8,9) представляются как

А = У ^ и2с«)М*Ч>л в 3*5 Ц>д , со

В=,МУдМ*иг = У*1)а у (II

где М - первая матрица инциденций, М* - транспонированная матрица М ; У"}- -снимая часть диагональной матрицы прозоди-

мостей ветвей; О^сз) - диагональная матрица напряжений узлов 5 относительно ветвей ( К—С ); Од , - соответственно столбиевые матрицы модулей напряжений и их углов в независимых узлах относительно базисного; уп , -квадратные неособенные матрицы, имеющие обратные.

Решая матричные уравнения (10),(II) относительно {{¡д , Ыд , получим выражения

и* = {1"УК А , (12)

«РдвСУТ'В.. цз)

Затем определяются матрицы-столбцы векторов узловых напряжений и и углов , как

ги = ид + о„е ,

1ф = ЧЬ + Ч>0 = фл, (14)

где €. - единичная столбиевая матрица.

Вычислительный процесс определения неизвестных углов 4>к и модулей узловых напряжений осуществляется итерационным путем с применением ускоренного метода Гаусса-Зейделя, блок-схема которого приведена на рис.1.

по фрагменту расчетной схемы, составленной по исходным данным Вьетнама, проведены расчеты установившегося режима сети тремя программами:разработанный диссертантом матричный метод узловьх напряжений и программами, используемыми в ОДУ энергосистемами Республики Беларусь (метод узловых напряжений и ме-' тод Ньютона). Анализ результатов показывает, что по скорости и надежности получения результатов итерационный процесс по предлагаемому метода' обладает довольно хорошей сходимостью и после первых двух итераций.изменение напряжений в узлах не превышает I кВ.

В работе рассмотрена также возможность одновременного эк-вивалентироЕания расчетной схемы сети при расчете потокораспре-деления. Это приходится делать тогда, когда непосредственный интерес представляет только определенная часть расчетной схемы сети с подробной ее детализацией. Остальная же часть может быт* съэквивалентирована, что позволяет сократить время работы ЗЕУ и расход дефицитной бумажной ленты.

т-з

Вычисление irpo-вадимостей вет-

В6Й У« I

Формирование . первой матрицы инциденций M

X

Определение матриц

У, У"

X

Определение матриц

С /г'= Z"

X

Определение матриц

г7-

Учет (при необхо домости) статических характеристик нагрузок

X

Определение матриц I» , la C.D.A.B 1

(поузловой расчет)

Определение искомых величин , Un

(поузловой расчет)

Расчет потоко-распределенил Pus , GUs

и потерь мощносТИ аРКЗ . Л йкг

Рис.1. Блок-схема расчета лотокорасцределения и уровней напряжений

Эквиваленткрование базируется на известных выражениях узловых напряжений и алгоритмически органично увязывается с матричным методом векторов узловых'напряжений путем введения нескольких дополнительных блоков в общую блок-схему расчета потокораспр-\цеяения, изображенную на рис Л.

Четвертая глава посвящена вопросу экономического регулирования режима объединенной энергосистемы на основе тарифов на мексистемные перетоки электроэнергии. При формировании тарифов на МПЗ нужно учитывать, что, с одной стороны, Есе ЗС составляют элементы едгжого технологического организма, объединенной ЭС. С другой стороны, каждая ЗС представляет собой самостоятельное производственно-хозяйственное,подразделение . Это означает, что тарифы должны обеспечивать экономичность режима всей ОЭС и кроме того хозрасчетную заинтересованность параллельно работающих ЭС в обмене энергией.

В работе показано, что тарифы на межсистемные перетоки электроэнергии являются инструментом распределения прибыли между параллельно работающими энергосистемами. Для обеспечения хозрасчетной заинтересованности обеих систем в обмене энер-гие необходимо, чтобы в результате обмена энергией рентабельности обеих систем не снизились. Это обеспечивается, если тариф на межсиссемный переток будет удовлетворять условию

Та х ^¿С! <ТмП,<Ц,К 7а , (15)

Эпер Э пер

где -себестоимость электроэнергии в передающей системе;

Крья , Чреи - коэффициенты рентабельности в принимающей и передающей системах соответственно; Эг.ср - передаваемая электроэнергия; Ц*? - иена реализации энергии в принимающей системе ;

дф"? чЛф»*?

- приросты основных фондов принимающей и передающей систем; К - коэффициент, характеризующий потери в сетях'передаваемой электроэнергии.

Если обозначить через отношение приростов коэффициентов рентабельности принимающей и передающей ЗС, то величина Тлит» находится из соотношения

Тмпэ =: +Тл)/( « 1С<?> + -0 , (1б)

где Щ - отношение размеров основных фондов принимающей системы к основным фондам передающей системы.

1С

На рис.2 изображена зависимость X. от Тмрэ , из которой видно, «то по мере увеличения "Гмлэ отТ< до , значение £ уменьшается Д° нуля

' ¡1

1 1 I г

1 1 1 1 \

1 1 \sAJW. Г, Г г Тмяэ

Рис.2. Зависимость отношения _ приростов коэффициентов рентабельности принимающей и пе-| редающей энергосистем от величины тарифа на передаваемую электроэнергию о

га 40 но квп

5 работе изложены методические основы построения тарифов на МПЭ с учетом ренимных особенностей.

При формировании тарифов на обменную энергию следует учитывать два варианта формирования структуры ОЭС. В первом варианте все ЭС являются сачобалансирующимися. В этом случае величина и направление МЛЭ определяются хозрасчетными интересами параллельно работающих ЭС, обменивающихся энергией.

Второй вариант характеризуется тем, что одни ЭС, входящие в состав ОЗС, являются избыточными по мощности, а другие - дефицитными. Поэтому в режиме максимальных нагрузок ОЭС поток электроэнергии идет из избыточных ЗС в дефицитные, и следовательно, Ееличины и направление МПЭ определяются однозначно.

В ре;.<име пониженных нагрузок каждая ЭС разгружается и в ■ дефицитной ЗС может появляться избыток мощности. В таких случаях Э.С оказываются самобаланскрущимися и поэтому направление и величина перетоков мощности при этом определяются эко-нкзческима соображениями. Если "осуществляется централизован- . нее оперативное управление режимом ОЭС, что имеет место в энергетике Вьетнама, то нагрузка распределяется между ее электростанциями в соответствии с относительными приростами расхода тхишша в стоимостно" измерении.

Для определения размера оплаты за электроэнергию, поученную' дефицитной ЭС от избыточной 9 период максимальных агрузок, когда величина и направление перетоков мощности оп-1еделяются однозначно, следует исходить из того, чтобы всё зат->аты, связанные с содержанием избыточной мощности, покрывались 1а счет дефицитной ЭС. Кроме того, плата за передаваемую энергию (олжна включать в себя обеспечение избыточной ЭС определенной грибыли.

Если исходить из того, что резерз мощности выбирается ис-содя из интересов обеих. ЗС и что он распределяется между :истемами пропорционально их максимальным нагрузкам; то раз-?ер тарифов на МПЗ целесообразно определить по следующей фор-*уле

Тнпэ К- ( РГР+ Рш ...)»Цт£т . (17)

Здесь ¿м - величина передаваемой мощности в режиме [максимальных нагрузок; Рм* - максимальная нагрузка дефинитной ЭС; 21л м -сумма максимальных нагрузок обеих ЭС; Р^з - резерв мощности; ->> - коэффициент, учитывающий отчисления на амортизацию и обслуживание: К^ - удельная стоимость избыточной лощности; £т - усредненная величина удельного прирсота топлива в передающей системе в режиме ее максимальной нагрузки; Ц,т -лена топлива.

Реальные схемы соединения отдельных ЗС, входящих в состав ЗЗС, обычно сложны. В таких схемах возможны транзитные перетоки электроэнергии. Поэтому здесь целесообразно предварительно ■ разложить суммарный переток энергии в принимающую ЗС на части, каждая из которых показывает размер перетока от той или ¡ной передающей ЭС. Плата за передаваемую электроэнергию $ -ой тринимащей ЗС будет пр'едставлена з виде суммы зсех ее слагае-<ых, каждая из которых показывает размер платы за передаваемую электроэнергию из той или иной I -ой энергосистемы. Размер ;латы за электроэнергию, протекающую в \ -ую ЭС б режиме мак-:имальной нагрузки может быть записан в виде

П] = (аг * ^ > (18)

'де Р^ - поток мощности от * «-го узла к ] -му; ЬмО - готовое число, часов испсльзоЕания максимальной передаваемой

мощности; - С^ + Чрга С) • Л-1 =ж Ц>т1 .

Изложенные принципы построения тарифов на МЛЭ обобщайте для реального режима, характеризующегося различием суточных ■графиков в недельном и годовом разрезах. Для годового перио, режим может быть адекватно представлен 36 суточными графика! по три характерных графика (рабочий, субботний, вос1фесный) для каждого месяца.

Хотя в субботние и воскресные дни нагрузка значительно ш никаетея,- 'межспстемнке перетоки обычно сохраняют прежние нш равления по.двум причинам. Одна вытекает из экономичности р( Екма ОЭС, прп .котором экономически выгоднее получать электрс энергию из передающей системы, чем вырабатывать ее_на собственных электростанциях. В этом случае оплата за передаваем} энергию должна осуществляться исходя из стоимости расходуемс го,топлива в передающей системе. Тариф в этом случае должен ходиться в интервале, определяемом значениями стоимостей уде них приростов расхода топлива в обеих системах. Вторая причк объясняется наличием режимных ограничений. В частности, приь мающая ЭС может как бы помогать передающей системе обеспечи! технически допустимый режим работы. В этом случае направлена и величина перетока определяются не столько экономическими, сколько техническими соображениями. В данном случае тариф нг обменную энергию целесообразно устанавливать на уровне стоимости удельного прироста расхода топлива в принимающей ЗС.Ле рэдающая система, возможна, будет нести при этом некоторый .убыток, но он не соизмерим с той выгодой, которую она получг ет от возможности .вести технически допустимый режим работы.

В работе проанализировано влияние межсистемных перетоко! электроэнергии на экономические показатели работы ЭС, в час: кости, на : показатель рентабельности.

В результате анализа влияния' тарифов на МЛЭ на коэффици< рентабельности получена следующая формула для определения ю фиг::знта эластичности исследуемого коэффициента по фактор^Т для'принимающей ЭС

£Т2э = , (

и для передающей

ВТ^ (20)

Здесь к* = Ту/Гмяэ Сгэ/Тмпэ , г = ¿'г /Зе.,

где 7р - тариф на реализованную электроэнергию собственным потребителям; Сэ?- себестоимость производства электроэнергии на собственных электростанциях; Э «ер - передаваемая электроэнергия; Эр - реализованная электроэнергия; Эе - выработанная электроэнергия на собственных электростанциях.

На основе найденных соотношений можно построить зависимости, выражающие влияние изменения тарифа на МЛЭ на коэффициент рентабельности (рис.3), применение которых предлагается для быстрой и наглядной экономической оценки влияния отклонения тарифа на рентабельность.

4-'

ФД!ГГ£Н 2

Рис.3. Зависимости,выражающие влияние изменения тарифа на межсистемний переток элек- ^ троэнергии на коэффициент рентабельности энергосистемы

о * и % 4

Д |«чг-:—

основные вывода

1. Изложенные методические основы применения метода дина--■шческого программирования для расчета межсистемных перетоков -мощности, применительно к простой цепочечной схеме, обобщены для более сложных схем, в том числе для схем с замкнутыми контурами, что дает возможность использовать метод динш лческог программирован!« для реально существующих схем электрических систем на основе формализации расчетов с использованием ЭВМ.

2. Изложены методические основы учета потерь мощности в электрических сетях при алгоритмизации процедуры динамического программирования. Показана возможность увязки в рамках решения задачи методом динамического программирования учета активных и реактивных мощностей, а танке наличия в энергосистеме гидроэлектростанций. Последнее очень важно для ЭС Вьетнама, так как ГЭС составляют значительный удельный вес в суммарной установлеь ной мощности электростанций Вьетнама.

3. Предложен новый подход к решению задач потокораспределе-ния в сложнозамкнуткх сетях 110-330 кЗ энергосистемы, базирующийся на матричном методе векторов узловых напряжений, который по надежности и скорости получения результатов является конкурентоспособны:,! с традиционным, а в некоторых случаях - превосходит их.

4. Разработаны алгоритмы матричного эквивалентирования расчетной схемы сети, органически взаимоувязанные и использующиеся при проведении расчетов нормального потокораспределения.

5. Сформулированы требования к формированию тарифов на мек-• системные перетоки электроэнергии, обеспечивающие хозрасчетную'

заинтересованность передающих и принимающих энергосистем ь обмене энергией. Показано, что величина тарифа является инструментом распределения прибыли между энергосистемами. Полученные математические соотношения, показывающие экономическую выгодность обмена энергией мезкду параллельно работающими энергосистемами .

-6. Изложены методические основы построения тарифов на межсистемные перетоки электроэнергии с учетом таких режимных особенностей параллельной работы энергосистем, как избыточность и дефицитность систем по мощности, неравномерный режим электро-

потребления в суточном, месячной и годовом разрезах, сложный вид схемы электрических соединений объединенной ЗС и др.

7. Изложены методические основы анализа влияния межсистемных перетоков электроэнергии на экономические показатели параллельно раб"тающих энергосистем, в частности на показатель рентабельности. Получены коэффициенты эластичности по тарифу на мексистемные перетоки. На основе этого Енязлен;.' зависимости коэффициента рентабельности от тарифа для различных сочетаний исходных параметров, с дифференциацией дая передающих и принимающих энергосистем. ■

РАБОТА, ОЛУсЖКЭВАЩАЯ ПО ТЬЧ.Е .ЛИССЕРТ;ЗШ

I. Падалко Л.Л., дерного В.П., Хьен Нгуен. 1Лсдеякровэкке -режимов электрических сетей методом ¿екторов узлегкх наы: гло-ний// Тезисы докладов X Всесоюзной конференции по медемпревр.-

Пояписано к печати 2.06.92. Формат 00x84 Т. /10. Бумага г.пгчйнт. й.ЬсоТи'Зя печать. Печ я. 1,375. Тираж 100 экз. Беотия но. Загс.2-'. ПслГГО. Чичск, Жозкнегйя,7. Отпечатано на ротапринте нкстктути геологии, гсги'.м:'!: I: гссЛиэлки АН Ьоле-тусн. ниск Жоаш;ская,7.