книги из ГПНТБ / Резниковский, А. Ш. Управление режимами водохранилищ гидроэлектростанций

терные сочетания годовой энергоотдачи ГЭС. Отбор расчетных периодов выполнен в соответствии с приложе­

нием II.

Пе р в ый с п о с о б с о п о с т а в л е н и я д и с п е т ­ чер с к и х и р а вил основан на анализе кривых распре­

ставления шести правил управления по первому способу. В качестве показателей рассмотрены: 1) среднее значе­

ние суммарной выработки энергии Э трех ГЭС, 2) Cv и а ряда этих величин, 3) коэффициент корреляции р меж­ ду рядами оптимальной выработки энергии и выработки энергии, полученной в результате применения диспет­ черских правил.

Для сопоставления различных правил управления режимами работы ГЭС была подсчитана специальная обобщенная характеристика, предложенная В. В. Атуриным и позволяющая оценить среднеквадратичное от-

151

10

р а б о тк и э н е р ги и Г Э С с и с те м ы о т о п т и м а л ь н о й п р и р а з л и ч н ы х п р а ­ в и л а х у п р а в л е н и я .

--------- — о п т и м а л ь н ы й р е ж и м ; / — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 1; 2 — д и с п е т ч е р ­ с к и й г р а ф и к № 2 ; 3 — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 3 ; 4 — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 4; 5 -S-*д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 5; 6 — у п р а в л я ю щ и е ф у н к ц и и .

Р и с . 5 -2 1 . К р и в ы е р а с п р е д е л е н и я о тк л о н е н и й су м м а р н о й з а Г р в ы ­ р а б о тк и эн е р ги и Г Э С си сте м ы о т о п т и м а л ь н о й п р и р а з л и ч н ы х п р а ­ в и л а х у п р а в л е н и я с уч е то м п о т е н ц и а л ь н о й э н е р ги и в о д о х р а н и л и щ .

--------- — о п т и м а л ь н ы й р е ж и м ; / — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 1; 2 — д и с п е т ч е р ­ с к и й г р а ф и к № 2; 3 — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 3; 4 — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 4; 5 — д и с п е т ч е р с к и й г р а ф и к № 5; В — у п р а в л я ю щ и е ф у н к ц и и .

153

пой выработке энергии за Гр в данном случае основано на предположении, что имеющиеся в водохранилищах гидроресурсы будут использованы в будущем (за преде­ лами Гр) полностью и при одинаковых напорах. Такой условной и недостаточно точной оценкой последействия объясняется и наличие положительных отклонений при­ веденной диспетчерской 'выработки энергии от оптималь­ ной.

Эффективность использования различных правил управления в гидрологические периоды разной водности не одинакова '(что, впрочем, следовало ожидать из тех эвристических соображений, по которым строились от­ дельные диспетчерские правила).

'Во втором способе критерием при сопоставлении раз­ ных правил управления может быть сумма абсолютных величин отклонений диспетчерской выработки энергии от оптимальной или математическое ожидание квадратов этих отклонений. Указанные величины для рассматри­ ваемых шести правил управления без учета и с учетом

С о п о с т а в л е н и е р а з н ы х п р а в и л у п р а в л е н и я п о в т о р о м у с п о с о б у

Данные табл. 5-6 свидетельствуют о том, что без уче­ та потенциальной энергии достигнуть режима, наиболее близкого к оптимальному, можно, используя диспетчер­ ские графики № 4, 5 и регрессионные функции.

Анализ, выполненный с приближенным учетом потенцииальной энергии, показывает, что режим, наиболее близкий к оптимальному, может быть получен при управлении по диспетчерским графикам № 1, 2 и 4.

154

Как уже указывалось в §4-4, неравномерность отдачи ГЭС во времени требует наличия в системе некоторого резерва топлива. Указанный резерв является как бы ре­ гулирующей энергетической емкостью, которая заполня­ ется в периоды, когда выработка ГЭС превышает среднемноголетнюю, и расходуется в периоды мало­ водья, когда выработка гидроэнергии должна быть дополнена до среднемноголетнего значения. Такое регу­ лирование осуществляется как путем 'маневрирования топливом между энергосистемами, так и путем органи­ зации его складирования.

В рассмотренном выше примере в зависимости от средства управления режимом работы ГЭС компенсиру­

топлива, т. е. значительно. Эти данные подтверждают, что в некоторых энергосистемах мероприятия, компенси­ рующие колебания выработки энергии ГЭС, при разных правилах управления могут быть неодинаковыми. Поэто­ му учет их стоимости при выборе правил управления ре­ жимом работы ГЭС представляется целесообразным.

Таким образом, рассмотренные здесь различные спо­ собы сопоставления правил управления даю!1 практи­ чески одинаковые выводы.

Приведенные примеры показывают, что предложен­ ные выше разные правила управления режимами рабо­ ты ГЭС с водохранилищами длительного регулирования дают возможность получения режимов, достаточно близ­ ких к оптимальным. Лучшие из них, например № 4, 5 (на рис. 5-46 и 6-17) и № 6 можно было бы рекомендовать для управления рассмотренной системой в течение иссле­ дованного периода ее развития.

При выборе того или иного метода управления следо­ вало бы также учитывать трудоемкость и длительность подготовки решений при создании правил управления, а также возможность полной автоматизации всего хода решения. С учетом этого обстоятельства и регрессионный и эвристические методы могут оказаться хуже стохасти­ ческого (приложение 1), если последний удастся разра­ ботать для сложных систем. Преимущества регрессион­ ного метода перед эвристическими заключаются в воз­ можности полной автоматизации расчетов, т. 'е. в воз­ можности создания единого комплекса программ на ЦВМ. Однако и тот, и другие методы требуют для вы­

155

числений больших затрат машинного времени. Это очень часто является помехой для широкого использования их на практике, особенно тогда, когда менее трудоемкий и полностью механизированный прием последовательной корректировки режимов не дает очень больших ошибок (сезонное регулирование стока).

В заключение рассмотрим вопросы о необходимой частоте пересмотра правил управления режимами рабо­ ты водохозяйственной системы.

Срок службы диспетчерских правил управления. Для каждого водохранилища, каскада или водохозяйст­ венной системы в соответствии с «Основами водного за­ конодательства Союза ССР и союзных республик» поря­ док эксплуатации водохранилищ определяется «Основ­ ными положениями правил использования водных ресур­ сов», утвержденными соответствующими органами. Такие Правила использования водных ресурсов разрабатыва­ ются проектными организациями по поручению эксплуа­ тирующих организаций и после их согласования и ут­ верждения являются руководящим документом, обяза­ тельным для всех организаций и ведомств, имеющих от­ ношение к эксплуатации или использованию ресурсов данной системы. Надежность снабжения потребителей водой и энергией в установленных размерах обеспечива­ ется строгим применением диспетчерских правил регу­ лирования речного стока. Отступления от режимов рабо­ ты, предусмотренных Правилами использования водных ресурсов, допускаются лишь в случае возникновения непредвиденных обстоятельств, угрожающих 'безопас­

а также по мере накопления эксплуатационного опыта. Диспетчерские правила управления режимами работы гидроузлов зависят от характера требований, предъяв­ ляемых к ним энергосистемой и комплексом неэнергети­ ческих потребителей. Если изменение во времени ука­ занных факторов происходит в соответствии с проектны­ ми предположениями, принятыми при построении диспет­ черских правил, то сроком их действия является расчет­ ный период развития системы Тр. Практически формиро­ вание сложной энергетической и водохозяйственной си­ стемы не может точно прогнозироваться с заблаговре­

156

менностью, равной Гр, и диспетчерские правила пересо­ ставляются каждый раз, когда в системе имеют место отклонения от проектного плана ее развития. К послед­ ним можно отнести: 1) изменения сроков ввода потреби­ телей, приводящие, например, к непредвиденному росту или снижению намеченного потребления или использо­ вания воды, энергии или мощности; 2) изменение в сро­ ках ввода ЛЭП, электростанций, в том числе ГЭС и но­ вых водохранилищ системы.

Помимо причин, связанных с особенностями развития системы, необходимость пересоставления диспетчерских правил ранее окончания расчетного периода развития системы может быть вызвана резким нарушением режи­ ма работы гидроузлов или ГЭС в связи, например, со сверхплановым перерасходованием аварийного резерва в водохранилищах и невозможностью его последующего восстановления за счет увеличения отдачи ТЭС. В этом случае на ГЭС многолетнего регулирования стока может создаться обстановка, близкая к условиям ее ввода, т. е. к периоду, аналогичному условиям начального наполне­ ния водохранилища.

При пересоставлении диспетчерских правил так же, как и при 'их построении, должна учитываться фактиче­ ская гидрологическая обстановка. Так, например, если с начала Гр до момента пересоставления диспетчерских правил прошло 2 года и наблюдавшаяся двухлетка яв­ лялась маловодной, то наиболее продолжительные мало­ водные периоды сокращаются на 2 года. Если водность наблюдавшейся двухлетки такова, что ее нельзя считать началом маловодного периода, то при пересоставлении диспетчерских правил необходимо учесть полностью наи­ более продолжительные из наблюдавшихся-или искусст­ венных маловодий. Указанное сокращение маловодных периодов при пересоставлении или построении диспетческих правил за период Tv возможно только в эксплу­ атационной задаче, когда имеется уверенность в том, что часть маловодного периода прошла и не должна учиты­ ваться в расчете. Если Tv значительно превышает период регулирования и в течение его возможно наступление не­ скольких маловодных периодов, то в соответствии с фак­ тически прошедшим маловодьем может быть сокращен только первый расчетный период. При моделировании расчетных периодов учет фактической гидрологической обстановки производится автоматически путем включе­

157

П Р И Л О Ж Е Н И Е 1

ОСНОВЫ МЕТОДА СТОХАСТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

о б о б щ е н н а я с л у ч а й н а я в е к т о р -ф у н к ц и я тр е б о в а н и й р а з л и ч н ы х во д о ­ п о л ь зо в а те л е й и во д о п о тр е б и те л е й ; s — ч и с л о в о д о п о л ь зо в а те л е й и

щ а м Qo и с л у ч а й н ы м х а р а к те р о м п о тр е б л е н и я во д ы т). О ч е в и д н о , чт о

о п р е д е л е н н ы х д о п у щ е н и я х и н те р е с ую щ и е н а с у п р а в л я ю щ и е ф у н к ­

в гл . 3 ) .

В к а ч е с т в е а п п р о к с и м и р у ю щ е й м о д ел и д л я к о м п о н е н т к о р р е л и -

р о в а н н о го ве кто р а с т о к а Qo возьм е м с л е д у ю щ у ю а вто р е гр е сс и о н н у ю с х е м у т-го п о р я д к а :

159

о б ы ч н ы й га у с с о в с к и й п р о ц е сс; п о л о ж и в - ф ( ф б) = l n Q e и л и , п о п р е д ­

гд е а , и 0! о п р е д е л я ю тс я п р ит=3 по (4 ).

160