Распределение нагрузки в энергосистеме с гэс и тэс

Для смешанной энергосистемы задача наивыгоднейшего распределения нагрузки усложняется и разделяется на две самостоятельные задачи.

Первая — оптимизация длительных режимов системы. В этой задаче для всего цикла регулирования водохранилища ГЭС находится наивыгоднейшее распределение нагрузки между станциями системы и определяется режим использования водно-энергетических ресурсов водохранилищ. Последнее и является целью расчетов.

Планируются календарные графики сработки и заполнения водохранилищ всех гидростанций системы. На основе таких расчетов регламентируется количество гидроресурсов, которое каждая станция может использовать для краткосрочных циклов. Например, если станция имеет годовое регулирование стока, то будут известны ограничения по ресурсам (стоку) за месяц, неделю, сутки.

Вторая — оптимизация краткосрочных режимов, или наивыгоднейшее распределение нагрузки в смешанной системе для суточного или меньшего периода оптимизации. Вторая задача и рассматривается здесь. Ограничения по возможному для использования стоку определяются из решения первой задачи.

Конечно, краткосрочные и долгосрочные режимы ГЭС тесно связаны, но алгоритмические трудности не позволяют рассматривать эти задачи в едином алгоритме. Основанием для такого деления служит, кроме различия целей и алгоритмов, существенное различие в полноте и достоверности исходной информации. Для суточного, а иногда и недельного периода информация имеет достаточную достоверность. Можно довольно точно предсказать приточность рек, нагрузки системы, состав агрегатов электростанций. Для длительных же циклов информация имеет вероятностную либо неопределенную форму. Полнота, форма и достоверность исходной информации приводят к существенным различиям методов решения этих задач. Кроме того, объединение этих задач сопряжено с резким усложнением оптимизационных алгоритмов.

Существуют различные модификации задачи краткосрочной оптимизации режимов ЭЭС. Например, ГЭС могут работать в каскаде или в системе может быть несколько ГЭС с различной степенью регулирования стока. Большое значение имеет напор станций (высоконапорные, низконапорные). Мы рассмотрим простейший случай. Предполагается, что на гидростанции в течение периода оптимизации напор не меняется, хотя станция и ведет регулирование. Такие случаи встречаются для высоконапорных и средненапорных ГЭС, когда изменение напоров за счет колебания бьефов не вносит существенной погрешности в энергетические показатели станции. Допущение о постоянстве напора ГЭС значительно упрощает алгоритм решения задачи. При этом 1 м³ воды для всего периода оптимизации обладает практически одинаковой энергией.

Допустим, что в системе имеется одна эквивалентная тепловая электростанция и у' = а, гидростанций. Каждая гидростанция за период Т мо;

Постановка задачи жст израсходовать определенное количество энсргорссурса (стока). Задача заключается в том, чтобы в каждом расчетном интервале всего периода Т получить наивыгоднейшее распределение нагрузки между станциями. Для эквивалентной ТЭС получена эквивалентная энергетическая характеристика затрат от мощности.

1. Уравнение цели.

Расход топлива эквивалентной тепловой станции В, и затраты зависят от того, с какой мощностью она будет работать на интервале времени.

t = 1, 2,…,к длительностью Ат, а следовательно, от мощности ГЭС. Эквивалентная характеристика тепловой станции может быть построена при использовании условия (9.6).

2. Уравнения связи — это энергетическая характеристика эквивалентной ТЭС И_т(/^>_т) и расходные энергетические характеристики каждой ГЭС.

Qj (p_J9 Hj).

3. Уравнения ограничений. Для каждого расчетного интервала имеется балансовое уравнение мощностей (всего к уравнений):

Для каждой гидростанции задается ограничение по стоку (всего j уравнений).

Условные обозначения: P_t — нагрузка системы; Р_и — мощности ТЭС; Р_ап /р, …P_yt — мощности ГЭС; тг, — потери активной мощности в сетях; W/ ⁼ ^Qa> «заданные ограничения стока; Q_/t — расход воды ГЭС.

Уравнение оптимизации имеет вид.

где  — относительный прирост расхода топлива на ТЭС при себестоимости мощности с,;  — относительный прирост расхода воды ГЭС;

 — относительные приросты потерь активной мощности в электрических сетях при изменении мощностей ТЭС и ГЭС соответственно.

Функция Лагранжа включает уравнения (9.12) — (9.14) и имеет вид.