Внутристаниионная оптимизация режима гэс

Па ГЭС задача внутристанционной оптимизации играет большую роль. Действительно, в общем случае ГЭС регулируют нагрузку и частоту системы. Это связано с постоянными включениями и отключениями агрегатов, с систематическим перераспределением нагрузки между агрегатами.

Лекомпозииия задачи внутристаниионной оптимизации

Рассмотрим кратко декомпозицию задачи выбора состава агрегатов ГЭС. Декомпозиция осуществляется по временному, ситуативному и функциональному признакам. Временной признак. Задача решается в две стадии: вначале на стадии оперативного планирования и затем на стадии управления в темпе процесса. На стадии оперативного планирования составляется план по использованию агрегатов на основе прогнозной информации. Затем в темпе процесса план корректируется по текущей информации. К алгоритмам этих двух стадий предъявляются различные требования. В первом случае нет специальных ограничений по сложности алгоритма. Во втором случае алгоритм должен быть быстродействующим, чтобы до минимума сократить запаздывание в реакции на текущую информацию. Поэтому на второй стадии обычно реализуются более простые алгоритмы, но имеющие высокое быстродействие.

Ситуационный признак. Известно, что составом агрегатов приходится управлять в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах системы. Естественно, что критерии оптимизации в этих ситуациях различны. Если для условий нормальной эксплуатации критерием служит расход энергоресурса, то в аварийных режимах — это какой-либо показатель надежности. Различие критериев, бесспорно, отражается и на алгоритме внутристанционной оптимизации.

Функциональный признак. В АСУ ТП ЭВМ работает в мультипрограммном режиме с разделением времени, поэтому и задача внутристанционной оптимизации решается по частям в зависимости от функционирования всей системы АСУ ТП. В этом случае в ней отдельно можно выделить подзадачи контроля резерва, распределения нагрузки, изменения состава агрегатов и др.

Таким образом, задачи внутристанционной оптимизации состава агрегатов ГЭС многообразны по своим целям и методам решения. В данной главе будет рассмотрена лишь задача составления плана управления составами агрегатов и режимами активных мощностей на стадии оперативного планирования.

Внутристанционная оптимизация при планировании режима станции заключается в выборе состава (станционных номеров) агрегатов, которые в общем случае могут работать в режиме генератора (ГР) и синхронного компенсатора (СК), и выборе их активных и реактивных мощностей при условии экономичного использования энергетических ресурсов станции. Рассмотрим одну из задач внутристанционной оптимизации, когда для станции задается график активной нагрузки. Тогда задача заключается в том, чтобы выдать требуемую активную мощность при минимальных затратах ресурса. Такая задача решается по станционным, а не, но системным критериям эффективности: это либо расход ресурса, либо КПД технологического процесса.

Постановка задачи Заданы график активных нагрузок ГЭС P (t); состав агрегатов, множество которых к_г Каждый агрегат представлен своей индивидуальной энергетической характеристикой Q,{Pi, #/), где i = 1, 2,…, J — номер агрегата, О — расход, Р — мощность, Н — напор агрегата. Заданы также пусковые расходы на агрегатах, причем они не зависят от времени простоя агрегатов, и заданы все ограничения по составу и режиму использования агрегатов.

Требуется определить на каждом интервале времени всего периода планирования состав и активные мощности агрегатов с учетом всех ограничений. Ограничений много: по минимуму стока воды за рассматриваемый период, по балансу активных мощностей, по заданному резерву активной мощности, но допустимым мощностям агрегатов, по составу агрегатов, по числу агрегатов, по длительности использования агрегатов, по числу пускоостановочных операций и др. Это сложная комбинаторная задача. Ее оптимизация осуществляется с использованием самых простых приемов, когда не учитываются индивидуальные показатели агрегатов, до сложных алгоритмов. Последнее возможно только в АСУ ТП.

Алгоритм разработан для ГЭС и основан на использовании библиотеки Внутристанционная оптимизация режимов с использованием метода динамического программирования характеристик. Он имеет две части: первая — построение энергетических характеристик станции: вторая — составление плана управления составами и режимами агрегатов с учетом ограничений на весь рассматриваемый период. Рассмотрим только вторую часть алгоритма, гак как первая изложена в гл. 11.

На основе энергетических характеристик станции, построенных при использовании метода ДП, можно в общем случае определить состав и мощности агрегатов для каждого интервала времени рассматриваемого периода оптимизации. При этом чаще всего не удается учесть весь комплекс ограничений, поэтому решение, полученное по ДП, приходится исправлять. Исправления обычно достигаются компромиссным путем. Так, если число работающих агрегатов меньше заданного, то оно увеличивается. Если не удовлетворяются ограничения по резерву мощности, то также подключаются дополнительные агрегаты. Для минимизации пускоостановочных операций какие-то агрегаты оставляют в работе или раньше выводят из работы, при этом учитывают пусковые расходы. Конечно, при исправлениях такого рода план «портится», так как состав работающих агрегатов и их нагрузки уже не являются оптимальными.

Направленный перебор вариантов снимает трудности комбинаторики и упрощает алгоритм расчетов. Дадим один из методов направленного перебора.