2. Теоретическая часть работы

«Ученическая» постановка задачи (первая альтернатива) основывается на оптимизации топливно-энергетического баланса энергогенерирующей компании, состоящей из четырех электростанций, каждая из которых может использовать топливо трех видов. Задача заключается в оптимальном распределении ограни­ченных объемов топлива этих трех видов между электростанциями.

Первое допущение. В качестве критерия оптимальности принят минимум суммарных по энергогенерирующей компании топливных затрат (в денежном выражении). Это серьезное допущение, поскольку реальная оптимизация топлив­ного баланса должна преследовать не одну, а несколько важных целей. Первая цель - конечно же, уменьшение затрат на топливо. Вторая – повышение надежно­сти топливоснабжения в данном году. Третья – обеспечение положительной ди­намики перечисленных выше показателей в будущем. Четвертая – минимизация транспортных расходов по доставке топлива до электростанций. Пятая - экологи­ческая цель - минимизация суммарных вредных выбросов в регионе. Шестая - минимизация расходов электроэнергии на собственные нужды. Еще одна цель - минимизация потерь электроэнергии в сетях, поскольку эти потери зависят от схемы распределения топлива по электростанциям, и т.д. Этот перечень целей еще далеко не полон. Здесь важно отметить, что задача оптимизации топливного баланса энергогенерирующей компании – это принципиально многоцелевая за­дача, поэтому принятая здесь одноцелевая постановка задачи – условна.

Второе допущение. Другая особенность задачи оптимизации топливного баланса энергогенерирующей компании – ее различная постановка на разных стадиях планирования деятельности: на стадии перспективного планирования, текущего планирования или оперативного принятия решения. Здесь рассматри­ваются задачи только лишь на стадии текущего планирования. На этой стадии рабочая мощность станций предполагается заданной, определенной принятым графиком ремонтов. Объемы отпуска электроэнергии и тепла также уже опреде­лены балансами энергии. А переменные величины – это объемы того или иного вида или месторождения топлива, подлежащего использованию в плановом пе­риоде – квартале и месяце. Однако с учетом необходимости слежения за ходом выполнения планов со стороны управления энергосистемой и, в том числе, со стороны планово-экономического отдела управления, а также с учетом необхо­димости «подправления», корректировки планов – оптимизация может и должна проводиться и в процессе текущей деятельности при каких-либо существенных внешних или внутренних воздействиях на энергосистему.

Возможны несколько постановок задач оптимизации топливного баланса энергогенерирующей компании. (Конечно, этими задачами далеко не исчерпы­ваются все возможные проблемы, связанные с топливными балансами, и все воз­можные варианты постановок).

Первая постановка задачи касается оптимизации топливного баланса в про­цессе текущей деятельности, т.е. в процессе выполнения уже разработанного и утвержденного топливного плана. Это задача быстрого нахождения оптималь­ного изменения топливного баланса при возникновении в энергогенерирующей компании дефицита газа или угля какого-либо месторождения. Причем в этой задаче предполагается, что объемы отпуска электро- и теплоэнергии остаются соответствующими первоначальному плану.

Вторая возможная постановка задачи – аналогична предыдущей, однако в ней предполагается, что одновременно с возникновением дефицита «планового» топлива изменились и объемы отпуска электро- и теплоэнергии.

Третья постановка задачи посвящена оптимизации топливного баланса в процессе плановой работы на квартал, месяц или год вперед, т. е. сугубо теку­щему планированию. Именно этой задаче и посвящена данная курсовая работа. Данная задача основана на математическом моделировании и, как следствие, – здесь требуются компьютерные технологии.

На стадии текущего планирования постановка задачи оптимизации топлив­ного баланса энергогенерирующей компании не представляется громоздкой. Этим она существенно отличается от задачи перспективной оптимизации ба­ланса. В последней задаче значительную роль играют факторы развития, много­вариантные факторы, связанные с типами оборудования, вариантами развития электрических сетей и т.д. На стадии текущего планирования практически все факторы оборудования, конфигурации и параметров сетей известны. Известны и возможные к использованию рабочие мощности электростанций. По сути дела, задача заключается только лишь в оптимальном «предварительном» распределе­нии топлива по станциям. Более тщательная оптимизация, конечно же, будет проходить на стадии оперативного распределения топлива диспетчерской служ­бой.

Таким образом, при втором допущении предполагается, что задача опти­мизации перспективного баланса уже решена.

Третье допущение. На стадии текущего планирования относительно топ­ливного баланса имеем четыре последовательно решаемые подзадачи:

а) определения общего количества топлива, которое потребуется для по­крытия вычисленных объемов отпуска электро- и теплоэнергии в каждый плано­вый месяц;

б) сопоставления общей потребности в топливе с имеющимися возможно­стями по каждому виду и месторождению топлива;

в) «жесткого», т.е. без какой-либо оптимизации, прикрепления некоторых видов или месторождений топлива к конкретным станциям при отсутствии тех­нологических или транспортных альтернатив;

г) оптимального распределения остального топлива по станциям с учетом топливно-транспортных расходов, расходов электроэнергии станциями на собст­венные нужды, удельных топливных расходов станций, цен на топливо.

Курсовая работа посвящена решению лишь четвертой подзадачи, поскольку первые три – тривиальны, решаются постоянно в процессе текущего планирова­ния и не требуют каких-либо разъяснений. Четвертая же задача может ставиться с различной мерой сложности, с учетом или, напротив, не учетом многочислен­ных факторов. В частности, в задаче объемы планового месячного и квартального отпуска электро- и теплоэнергии от каждой станции могут быть жестко заданы, а могут подлежать определению в процессе оптимизации топливного баланса. В задаче оптимизации топливного баланса потери электроэнергии в сетях могут вообще не учитываться, поскольку в первом приближении их можно считать не зависимыми от вида и месторождения топлива, а можно учесть их зависимость от объемов отпуска энергии, поскольку зависимость последних от вида и месторож­дения топлива все же имеет место.

Таким образом, третье допущение связано с тем, что в данном случае про­исходит оптимизация только части топливного баланса, «остатка» баланса.