|
В гл. 7 была рассмотрена методика
расчета оптимального режима ПЭС по приближенному критерию максимума отдачи.
Хотя в некоторых случаях расчеты на максимальную отдачу дают приемлемые по
требуемой точности результаты, тем не менее может появиться необходимость
проводить оптимизацию как базисного, так и пикового режимов ПЭС из условия
минимума эксплуатационных издержек по энергосистеме.
Применение критерия минимума эксплуатационных издержек
означает, что нагрузку энергосистемы нужно распределить оптимально между
всеми параллельно работающими электро- станциями. Это—довольно сложна я
задача даже для энергосистемы, состоящей только из традиционных
электростанций. При наличии в энергосистеме ПЭС, оснащенной шеститактными
агрегатами и использующей импульсную и прерывистую по своему характеру
природную энергию, эта задача практически невыполнима. Однако, учитывая, что
сооружение ПЭС экономически оправдано лишь в крупных энергосистемах, в
которых ее удельный вес будет сравнительно небольшим [Г4|, задачу оптимизации
режима ПЭС можно отделить от задачи оптимизации режима работы остальных
электростанций энергосистемы. Влияние их режима на режим ПЭС можно учесть
некоторой обобщенной функцией и применить итерационный путь решения.
Предположим, что задан некоторый режим работы ПЭС, т. е. в
узле энергетической системы, к которому примыкает ПЭС, известен хронологический
график мощностей А'пэсп- При этом условии проведем расчет оптимального режима
остальных электростанций энергосистемы. Решению этой задачи для случая, когда
в энергосистеме имеются только традиционные электростанции, посвящены
многочисленные работы поэтому здесь эта зада ча не р ассматр и ва - ется.
В результате расчета оптимального краткосрочного режима
остальных электростанций энергосистемы можно получить зависимость от времени
относительного прироста энергосистемы (в топливном или стоимостном выражении)
в узле, к которому примыкает ПЭС. Обозначим его через bo
Таким образом, измененный режим ПЭС, соответствующий
максимальной экономии топлива в энергосистеме, можно находить из уравнения
(8.4), В (8.4) b0 (t) может быть задан в топливном или стоимостном выраже-
нни, и тогда АВ1 — есть экономия топлива или денежных средств в
энергосистеме, обусловленная режимом ПЭС. Заметим, однако, что b0 (t) можно
задавать и в относительных единицах. Это следует из того, что поскольку b0
(t) >0, то решение уравнения оптимальности (8.4) не изменится, если его
разделить на максимальное за период Т значение относи- 76 тельного прироста
энергосистемы. В последнем случае коэффициент Ь0 (/) выражает относительную
ценность для энергосистемы дополнительной мощности, генерируемой или
потребляемой на ПЭС в данный момент.
Вообще говоря, оптимальный режим ПЭС. полученный из
уравнения (8.4) в предположении независимости Ь0 (/) от ее режима, будёт лишь
приближенно отвечать минимуму топливных издержек в энергосистеме. Для
получения оптимального режима ПЭС, отвечающего этому критерию с любой
степенью точности, применим метод последовательных приближений. Процедура
расчета будет следующей:
1) рассчитаем оптимальный режим ПЭС по критерию
максимума отдачи, для чего достаточно в (8.4) положить b0 (t) = 1. В
результате получим график мощностей ПЭС А^пэс. (/);
2) предполагая, что в узле, к которому примыкает
ПЭС, задан график мощностей Д^пэс о (0» рассчитаем оптимальный суточный режим
энергосистемы и определим зависимость Ьг (0;
3) используя зависимость (/), находим по (8.4)
оптимальный режим ПЭС и соответствующий ему график мощностей jVn3Ci (t)\
4) используя Л^пэс1 (0 вместо Л^пэсо (0» выполняем
п. 2;
5) аналогичные расчеты повторяем до тех пор, пока
не будет выполнен критерий сходимости.
Расчет заканчивается, когда в двух соседних итерациях либо
зависимости bt (t) и (t), либо графики мощностей N пэс ,• (0 и Л/пэс i+i (t)
будутотли- чаться на значение меньше заданного.
Итерационный процесс сходится очень быстро, и обычно
достаточно двух-трех итераций. Такая быстрая сходимость обусловлена
следующими обстоятельствами.
1. Режим работы ПЭС сильно связан с ходом уровня воды в
море, и даже небольшое отклонение от режима, обеспечивающего получение от ПЭС
максимальной отдачи, приводит к существенному уменьшению энергии нетто,
отдаваемой в энергосистему.
Значительное отклонение режима ПЭС от режима,
обеспечивающего максимальную отдачу, может оказаться выгодным лишь в том
случае, если при этом происходит ликвидация ущербов, вызванных перебоями
электроснабжения потребителей.
В бездефицитной энергосистеме ценность дополнительной
энергии в различные часы суток может колебаться довольно значительно,
отличаясь в несколько раз. но даже такое большое отличие не вызывает
существенного изменения режима ПЭС по сравнению с режимом, обеспечивающим
максимальную отдачу. Сказанное иллюстрирует 8.1, на котором приведен
оптимальный режим ПЭС за 2 сут, соответствующий максимальной отдаче (режим
/), и оптимальный режим ПЭС, рассчитанный по (8.4) (режим 2). Зависимость b
(/) в относительных единицах, для которой производилась оптимизация по (8.4),
приведена на 8.1. Отдача ПЭС для режима 2 составила 90 "о максимальной
отдачи, а графики мощностей ПЭС в обоих режимах достаточно близки, хотя
коэффициент b в некоторые часы суток отличался в 10 раз. Оптимальный режим
ПЭС (режим 3) рассчитан по (8.4) в предположении, что коэффициент b,
отличаясь в 100 раз, принимал лишь два значения: 0,01 для первой половины
суток и 1 для второй. Тем самым имитировалось наличие дефицита энергии в
энергосистеме в период с 12 до 24 ч. Отдача ПЭС для режима 3 составила 66%
максимальной.
2. Быстрой сходимости рассматриваемого итерационного
процесса благоприятствует тот факт, что строительство ПЭС может быть
экономически оправдано лишь в относительно крупных энергосистемах. Это
означает. что удельный вес ПЭС в энергосистеме чаще всего оказывается
небольшим. Следовательно, влиянием изменения режима работы ПЭС на режим
работы остальных электростанций энергосистемы, а
следовательно, и на зависимость b (i) будет невелико.
Для расчета оптимального суточного режима энергосистемы с
целью получения зависимости b (t) требуется знать характеристики
относительных приростов всех электростанций, схему и параметры электрической
сети. объемы воды, которые могут быть израсходованы за расчетный период на
ГЭС, график нагрузки энергосистемы и различного рода ограничения. Очевидно,
что рассчитывать оптимальный режим ПЭС по критерию минимума эксплуатационных
издержек по энергетической системе имеет смысл лишь тогда, когда вся
необходимая для такого расчета исходная информация может быть получена с
достаточной точностью. Такое положение имеет место при расчете режимов
эксплуатируемой ПЭС. В проектных расчетах подобная информация либо вообще
отсутствует, либо известна с высокой степенью неопределенности. Поэтому при
обосновании параметров проектируемой ПЭС ее энергетический эффект определяют
на основе расчета оптимального режима по критерию максимума отдачи. При этом в
виде ограничения на ее режим может быть задано определенное участие ПЭС в
балансе мощностей энергосистемы.
|