
- •Оглавление
- •Раздел 1. 14
- •Глава 1. Электроэнергетические системы 15
- •Глава 2. Управление режимами ээс 34
- •Глава 4. Особенности режимов ээс на электроэнергетическом рынке 101
- •Глава 5. Балансы мощности и энергии 122
- •Раздел 2. 160
- •Глава 6. Математическое моделирование задач оптимизации режимов 161
- •Глава 9. Оптимальное использование водных ресурсов гидроэлектростанций 253
- •Раздел 3. 285
- •Глава 10. Адресность расчетов режимов в схемах ээс с хозяйственными объектами 286
- •Глава 11. Расчет режимов ээс с использованием схемы ээс с электрическим эквивалентом ее энергетических и стоимостных параметров 331
- •Глава 12. Модели и методы прогнозирования электропотребления и графиков нагрузки ээс 356
- •Введение
- •1.2. Инновационные направления развития техники и технологии производства в электроэнергетических системах
- •1.3. Режимные задачи их состав и содержание
- •1.4. Учет требований потребителей к энергоснабжению при расчете режимов ээс
- •1.5. Виды режимов
- •1.6. Заключение по главе 1
- •1.7. Вопросы для самопроверки
- •Глава 2. Управление режимами ээс
- •2.1. Принципы управления режимами
- •2.2. Средства и системы управления энергетическими объектами
- •2.3. Управление режимами на электроэнергетическом рынке
- •2.4. Оперативно-диспетчерское управление режимами
- •2.5. Автоматическое управление режимами
- •Функциональная автоматика турбин и вспомогательного оборудования
- •2.6.Заключение по главе 2
- •2.7. Вопросы для самопроверки
- •Глава з. Компьютеризация управления режимами. Автоматизированные системы управления асу
- •3.1. Виды компьютерных систем в управлении режимами ээс
- •3.2. Краткие сведения о компьютерных системах управления в энергетике
- •3.3 Техническое обеспечение асу
- •3.4. Информационное обеспечение асу
- •3.5. Математическое обеспечение асу
- •3.6. Пример состава задачи, решаемых в асу тп гэс
- •3.7. Задачи асу тп подстанций
- •3.9. Эффективность асу
- •3.10. Заключение по главе 3
- •3.11. Вопросы для самопроверки
- •Глава 4. Особенности режимов ээс на электроэнергетическом рынке
- •4.1. Некоторые особенности коммерческого управления режимами ээс
- •4.2. Среда деятельности системы
- •4.3. Электроэнергетический рынок
- •4.4. Учет особенностей электроэнергетического рынка при оптимизации режимов ээс
- •4.4. Рыночная и контрактная форма взаимоотношений на электроэнергетическом рынке
- •4.5.Заключение по главе 4
- •4.6 Вопросы для самопроверки
- •Глава 5. Балансы мощности и энергии
- •5.1. Структура балансов мощности и энергии системы
- •5.2.Участие станций в энергетических балансах системы
- •5.3. Методические основы составления балансов мощности
- •5.4. Особенности составления баланса электроэнергии
- •5. 5. Надежность энергетических балансов и обеспеченность работы ээс
- •5.6 Гидростанции с различной степенью регулирования стока в энергетических балансах
- •5.7. Баланс реактивной мощности
- •5.8. Резервы мощности
- •5. 8. Задача расчета суточного баланса мощности системы
- •5.10. Задача выбора и размещения резервных мощностей энергосистемы
- •5.11. Заключение по главе 5
- •5.12. Вопросы для самопроверки
- •Заключение по разделу 1
- •Раздел 2. Основные принципы, модели и методы решения задачи управления режимами энергосистем Глава 6. Математическое моделирование задач оптимизации режимов
- •6. 1. Задачи оптимизации режимов и особенности их математического моделирования
- •6.2. Общие положения алгоритмизации задач расчета режимов электроэнергетической системы
- •6.3. Учет параметрических свойств мощности и выработки электроэнергии в характеристиках электрической модели
- •6.4. Критерии оптимизации в энергетических режимных задачах
- •6. 5. Критерий оптимизации режимов электрической сети
- •6.6. Линейная и нелинейная постановка задачи оптимизации режимов энергосистемы
- •6.8. Заключение по главе 8
- •6.9. Вопросы для самопроверки
- •7. Методы оптимизации
- •7.1. Математическая формулировка задач оптимизации
- •7.2. Методы нелинейного программирования
- •7.2.1 Градиентный метод
- •7.2.2. Метод Ньютона
- •7.2.3. Учёт ограничений в виде равенств
- •7.2.4. Учет ограничений в виде неравенств
- •7.3. Заключение по главе 7
- •7.2.6. Вопросы для самопроверки
- •8. Оптимизация режимов энергосистем
- •8.1. Экономическое распределение активной нагрузки между тепловыми электростанциями методом равенства относительных приростов
- •8.2. Примеры распределение активной мощности между станциями методом равенства относительных приростов
- •8.3. Применение методов нелинейного программирования для решения задач оптимизации режимов энергосистем
- •8.3. Распределение нагрузки в энергосистеме с гэс и тэс
- •8.4 Заключение по главе 8
- •8.5. Вопросы для самопроверки
- •Глава 9. Оптимальное использование водных ресурсов гидроэлектростанций
- •9.1.Требования к режимам гидроэлектростанции энергетических и водохозяйственных систем
- •9.2. Основные принципы управления режимами гэс
- •9.4. Показатели оценки режимов гэс
- •9.5. Оптимизация длительных режимов гэс
- •9.6. Постановка задачи оптимизации долгосрочных режимов гэс
- •9.6. Методы оптимизации режима водохранилища одиночной гэс
- •9.7. Особенности оптимизации режимов каскада гэс
- •9.7. Схема расчетов по рациональному использованию гидроэнергетических ресурсов
- •9.8. Заключение по главе 9
- •9.9. Вопросы для самопроверки
- •Заключение по разделу 2
- •10.2. Модели и методы адресного разделения потоков и потерь мощности
- •9.3. Пример разделения потоков и потерь мощности
- •10.4. Количественные показатели адресных расчетов потоков и потерь мощности в системе
- •10.5. Типовые задачи адресного распределения потерь мощности и энергии
- •10.5. Методика адресного распределения потерь мощности на примере сетевого предприятия
- •10.7. Эквивалентирование сети с использованием эквивалентных характеристик потерь мощности
- •10.8. Развитие методов расчета режимов системы для реализации адресного принципа
- •10.9. Задача адресной оценки мощности при использовании хозяйственно- технологической модели системы
- •10.10. Закдача расчета узловых цен мощностей станций и нагрузок ээс на часовых интервалах в течении суток
- •10.12. Заключение по главе 10
- •10.13. Вопросы для самопроверки
- •Глава 11. Расчет режимов ээс с использованием схемы ээс с электрическим эквивалентом ее энергетических и стоимостных параметров
- •11.1 Моделирование ээс с использованием электрического эквивалента ее энергетических и стоимостных величин
- •11.2. Модель системы и ее структурных элементов при использовании электрического эквивалента
- •11.3. Моделирование энергетических характеристик предприятий в электрической модели ээс
- •11.4.Моделирование ээс с использованием электрического эквивалента
- •11.6. Структурная модель адресного расчета стоимости потоков и потерь мощности и энергии с использованием электрического эквивалннта.
- •11.6. Заключение по главе 11
- •11.7. Вопросы для самопроверки
- •Глава 12. Модели и методы прогнозирования электропотребления и графиков нагрузки ээс
- •12.1. Основы прогнозирования
- •12.2. Статистическое моделирование
- •12.3. Модели долгосрочного прогнозирования электропотребления и мощности нагрузки электроэнергетических систем с учетом особенностей их функционирования на электроэнергетическом рынке
- •12.4. Методика расчетов прогнозирования электропотребления и мощности нагрузки на примере ао – энерго с упреждением на год
- •12.5. Прогнозирование графика нагрузки ээс
- •10.6. Статические модели графика нагрузки ээс
- •10.7. Использование ранговых моделей для прогнозирования нагрузок в узлах электрической сети
- •12.8. Заключение по главе 10
- •12.9. Вопросы для самопроверки
- •12.10. Заключение по разделу 3
- •Литература
- •Предметный указатель
3.11. Вопросы для самопроверки
Какие средства и системы применяются для управления режимами станций и систем?
Что такое АСУ? Каково назначение АСУ? Назовите виды АСУ по и назначению.
Что такое АСДУ? Назовите основные задачи, решаемые в АСДУ.
Назовите основные задачи, решаемые в АСУ ТП и АСДУ.
Назовите составные части АСУ.
Что включает техническое обеспечение АСУ? Назовите состав КТС.
Что включает математическое обеспечение АСУ?
Какие средства применяются для сбора информации в АСУ?
Что включает информационное обеспечение в АСУ?
Какую архитектуру имеет компьютерная система на станции и подстанции.
Какую роль играют компьютерные системы в управлении режимами?
Назовите примеры режимных задач, которые решаются в АСУ энергосистем и станций.
Как по вашему мнению будет развиваться компьютеризация управления режимами ЭЭС?
Глава 4. Особенности режимов ээс на электроэнергетическом рынке
Некоторые особенности коммерческого управления режимами ЭЭС. Среда деятельности системы. Электроэнергетический рынок. Учет особенностей электроэнергетического рынка при оптимизации режимов ЭЭС. Рыночная и контрактная форма взаимоотношений на электроэнергетическом рынке.
4.1. Некоторые особенности коммерческого управления режимами ээс
В работах, выполненных учеными СССР, электроэнергетические системы (ЭЭС), их свойства и способы управления режимами исследованы достаточно глубоко. В основном в этих работах получены следующие результаты:
создана теория управления электроэнергетическими системами,
разработаны алгоритмы и программы решения многих режимных задач,
освоены и внедрены компьютерные технологии расчетов,
определены принципы взаимодействия различных объектов энергетики.
Однако энергетика России существенно отличается от энергетики СССР, и полученные ранее разработки требуют существенного развития и изменений по всем названным результатам. Основные различия показаны в таблице 4.1. Они позволяют сделать вывод о необходимости разработок теории и методов теории и методов управления ЭЭС, отражающих особенности и возможности современных условий. Безусловно, наработки прошлых лет во многом являются базой создания нового и знание их необходимо.
Таблица 1.1. Сравнение условий функционирования энергетики СССР и современной энергетики России
Наименование сравниваемых позиций |
Условия функционирования энергетических объектов |
|
В СССР |
В России |
|
Масштабы связи между объектами энергетики |
Единство функционирования всех крупных объектов энергетики в масштабах государства |
Множество предприятий энергетики, имеющих хозяйственную и функциональную независимость |
Цели управления |
Эффективность действий в масштабах плановой государственной экономики |
Коммерческая эффективность действий отдельных предприятий на отраслевом электроэнергетическом рынке и при рыночной экономики России. |
Модели и методы управления |
Глубоко разработаны с использованием теории управления |
Появились новые теоретически методы и идеи |
Инструментарии решения задач управления |
Прикладные специализированные разработки для конкретных условий. Стандартизация решений в отдельных разработках |
Широкое использование информационных технологий на основе стандартных пакетов и специализированных программ. |
Вычислительные системы и уровень компьютеризации |
Специализированные ЭВМ (типа БЭСМ, СМ, ТА-100) и микропроцессоры. |
Серийные ЭВМ, микропроцессоры вычислительные системы, с неизмеримо большими возможностями по всем параметрам. |
Основные понятия. Остановимся на понятийном аппарате, необходимом для дальнейшего изложения.
Предприятия энергетики
Изменение хозяйственных форм привело к большому разнообразию предприятий энергетики.
Хозяйственные формы собственности разнообоазны:
государственная РФ;
акционерная;
смешанная государственная РФ и акционерная;
иностранная;
частная.
Соответственно появилось множество видов предприятий по типу хозяйственной деятельности. При этом различается масштаб производства, технические характеристики, состав режимных задач, критерии и методы их решения.
Назовем некоторые виды предприятий, имеющихся в энергетике.
Энергокомпании производства электроэнергии и мощности регионального масштаба. Они образованы на основе региональных энергосистемы и осуществляют производство, транспорт, распределение и сбыт электроэнергии и мощности и обычно имеют вертикально - интегрированную структуру.
Генерирующая компания ГЭК – коммерческая организация, владеющая и (или) распоряжающаяся генерирующими мощностями, расположенными на одной или нескольких электростанциях, с целью производства и продажи электроэнергии на оптовом или розничном рынках электроэнергии и мощности.
Распределительная компания РК - коммерческая организация основным видом деятельности которой является предоставление сетевых услуг субъектам розничного рынка или обеспечение электрических связей в процессе производства и потребления электроэнергии с использованием, как правило, сетевых комплексов среднего и низкого напряжения.
Энергосбытовая компания ЭСК - коммерческая организация осуществляющая покупку электроэнергии и мощности на оптовом рынке, у других сбытовых компаний, и реализующая ее по свободным ценам потребителям или другим энергосбытовым компаниям с целью извлечения прибыли.
Энергокомпания, включающая все предприятия производства, и транспорта электроэнергии типа районной ЭЭС.
Энергокомпании производства электроэнергии и мощности государственного масштаба:
единая энергосистема страны ЕЭС,
федеральные сетевые компания ФСК
Пулы. Наиболее эффективной формой взаимодействия энергокомпаний является их добровольное объединение. Примером являются американские пулы. Одним из таких объединений является Нью-Йоркский пул (НП), в который входит восемь энергокомпаний. Пул имеет контракты с соседними объединениями на покупку - продажу электроэнергии.
Имеются также:
сетевые предприятия СП,
дочерние предприятия компаний,
холдинги,
концерны,
фирмы.
обслуживающие предприятия..
Поясним приведенную терминологию.
Корпорация – юридическое лицо из одного или нескольких физических или юридических лиц, созданное на основе закона с определенной предпринимательской целью. Это наиболее заметная в экономическом отношении капиталистическая организация. Часто это понятие отождествляется с акционерной компанией.
Компания – ассоциация лиц созданная с целью коммерческой или промышленной деятельности. Корпорация может иметь формы партнерства по распределению прибыли, по уплате долгов, по инвестициям.
Концерн – группа предприятий (дочерних фирм) вокруг одного предприятия (материнской компании), которая держит 10 – 50 % акции этих предприятий. Количество акций должно быть достаточным для контроля над предприятием в целом.
Холдинг – головная компания создаваемая крупными монополиями для управления дочерними предприятиями и акционерными компаниями через систему владения их контрольным пакетом акций.
Дочернее предприятие – юридическое лицо, имеюшее свой баланс, самостоятельно ведущее хозяйственную деятельность, под контролем материнской фирмы, которая не имеет никакой ответственности по обязательствам дочернего предприятия. Контроль осуществляется за счет владения определенной долей акций.
Фирма – коммерческая организация.
Кооператив – организация, созданная добровольной группой лиц для предпринимательской деятельности на условиях самоуправления и самофинансирования.
Все названные хозяйственные формы имеются в энергетике. При этом понятие система приобретает различный смысл.
Процессы деятельности системы.
Деятельность системы включает несколько видов процессов.
Технологический процесс. Это процесс преобразования первичного энергетического ресурса (органического топлива, гидроэнергии, ядерного топлива) в конечную продукцию (электрическую энергию, тепловую энергию).
Производственный процесс. Включает все сферы деятельности предприятия, а не только технологический цикл. При управлении производством имеются различные общие сферы: снабжение, планирование, труд, кадры.
Коммерческий процесс (деятельность) это обеспечение стратегии и тактики продажи товаров и услуг.
Бизнес – процесс это экономическая деятельность, направленная на получение прибыли путем создания и реализации определенных товаров и услуг.
Поскольку энергетика является сферой бизнеса, то в конечном итоге управление ее объектами подчинено бизнес- процессу, т.е получению прибыли, но она зависит от того товара, который производится при технологическом процессе, от затрат на производство (от производственного процесса), от продажи товара и получение дохода (от коммерческого процесса). Решение любой режимной задачи необходимо рассматривать как совокупность всех процессов.