Задача оптимизации долгосрочных режимов гэс

Пусть оптимизируемая система состоит из J гидравлических и К тепловых электростанций, режимы которых подлежат оптимизации. Будем считать, что исходная информация на период оптимизации задается детерминированно. Критерием оптимальности служат эксплуатационные затраты, но системе И_с. Оптимизацию можно проводить также по минимуму затрат на топливо системы И_т, по максимуму выработки электроэнергии ГЭС Эгэсз или по максимуму дохода. Выбор критерия требует тщательного обоснования.

1. Уравнение цели представим при использовании в качестве критерия издержек на топливо. Тогда.

где В (Г'тэс) — расходная характеристика эквивалентной ТЭС; Ц — цена единицы топлива, расходуемого на ТЭС; t = 1,2,…, т — номер расчетного интервала времени длительностью Дт,.

Преобразуем уравнение цели и введем в него параметр, характеризующий режим ГЭС и водохранилища. Мощность /-й ГЭС в любой момент времени t рассчитывается по формуле.

а расход ГЭС.

т. е. расход определяется бытовой приточностью и расходом регулирования водохранилища.

В любой момент времени t периода Т мощность всех ТЭС системы, режим которых оптимизируется, может быть определена по следующему балансовому соотношению мощностей в системе:

где Р_с1- заданные нагрузки системы; л, — потери мощности в сети.

Использовав (13.2) — (13.4), получим уравнение цели, в которое входит величина Q_K, определяющая режим водохранилища, т. е.

Параметрами регулирования могут быть также сток водохранилища и уровни верхнего бьефа, что легко учесть в (13.5), проведя простые преобразования.

• 2. Уравнения связи:
  • а) балансовое уравнение мощности

б) балансовое уравнение стока на каждой ГЭС.

где fV_H, e j_t — сток в нижнем бьефе ГЭС; W^j, — бытовой сток в створе ГЭС; W_Bj t— сток воды из водохранилища; W"j_t — потери стока;

• в) характеристики ТЭС йтжДЛгэс). В них учтены внутрисуточные изменения режима (такие характеристики называются среднесуточными, и их построение рассмотрено в гл. 11). Обычно состав оборудования ТЭС и типовые графики нагрузок меняются в течение периода оптимизации, что приводит к изменению характеристик ТЭС;
• г) среднесуточные характеристики каждой ГЭС Qroc (Prx), которые также могут меняться во времени /;
• д) характеристики бьефов каждой ГЭС: Z_Bs (V) — характеристика связи объемов водохранилища V и уровней верхнего бьефа Z".5; Z_h.6(??h.6/) — характеристика связи горизонтов нижнего бьефа Z".б и расходов О_и.б. Характеристики необходимы для расчета напора ГЭС.
• 3. Уравнения ограничений:
  • а) по мощностям ГЭС и ТЭС, которые задаются для каждой станции

б) по уровням бьефов для гидростанции с годовым и сезонным регулированием стока.

где ZHnr, ZyMo — соответственно уровни нормально подпертого горизонта и мертвого объема водохранилища. Ограничения уровней нижнего бьефа определяются комплексным использованием водных ресурсов гидроузла;

в) могут также задаваться ограничения системного характера, например по пропускной способности ВЛ.

Данная задача является задачей нелинейного программирования. Для ее решения чаще всего применяются следующие методы: покоординатного спуска, градиентные, наискорейшего спуска, динамического программирования. Имеется ряд алгоритмов, позволяющих решить эту задачу [4, 18].