НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(72) Июль - Сентябрь 2018

Повышение эффективности управления режимами электроэнергетической системы, состоящей из гидроэлектростанций

Выпуск № 1 (66) Январь - Март 2017
Авторы:

А.Г. Русина,
Д.Х. Худжасаидов
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2017-1-179-192
Аннотация
Одной из важных особенностей функционирования гидроэлектростанций (ГЭС) является использование ими ограниченных емкостей водохранилищ для хранения гидроэнергоресурсов. Использование ограниченных объемов воды для производства электроэнергии в тот или иной интервал времени влияет как на распределение объемов выработки электроэнергии в последующие интервалы периода регулирования, так и на суммарную выработку станции. С экономической точки зрения использование запасов воды приводит к динамической зависимости топливных затрат на производство электроэнергии в отдельных временных интервалах периода регулирования. Эта зависимость особенно проявляется в электроэнергетических системах, в которых доля ГЭС составляет значительную часть. Задачи повышения эффективности режимов энергосистем решались многими авторами и многими научными и инженерными организациями. Эти разработки используются как основа решения режимных задач в современных условиях энергетики. Тем не менее имеются объекты, для которых необходимо корректировать стандартную методику. В данной работе рассматривается электроэнергетическая система Памира, в которой 100 % выработки электроэнергии приходится на долю ГЭС. В такой системе топливная эффективность является эффективностью использования гидроресурса, а именно: оптимально распределяется нагрузка между станциями и ведется внутристанционная оптимизация (выбор состава работающего оборудования и его нагрузки). Снижение эффективности задач оптимизации в основном определяется двумя факторами: выбором неоптимального решения из возможных и решениями без учета нелинейности характеристик. Учет нелинейных свойств при решении указанных задач требует использования методов нелинейного и динамического программирования. Для решения поставленной задачи создана программная реализация блока «Оптимизация», который основан на методе динамического программирования. Данный блок будет входить в разрабатываемый авторами программно-вычислительный комплекс для проведения имитационных расчетов нормальных режимов электроэнергетических систем (ЭЭС). Блок «Оптимизация» позволяет в автоматизированном режиме осуществить распределение нагрузки между агрегатами ГЭС, а также выбрать состав включенных в работу агрегатов. Рациональное использование водно-энергетических ресурсов гидроузлов – это многокритериальная задача, и необходимо определить приоритеты критериев в разные периоды работы гидроузлов. В настоящее время блок «Оптимизация» настроен на критерий минимума расхода воды.
Ключевые слова: гидроэлектростанция, оптимизация, гидроресурс, мощность, эффективность, динамическое программирование, оптимальный режим, электроэнергетическая система

Список литературы
1. Цветков Е.В., Алабыщева Т.М., Парфенов Л.Г. Оптимальные режимы электростанций в энергетических системах. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 304 с. 2. Веников В.А., Журавлев В.Г., Филиппова Т.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем: учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1981. – 464 с. 3. Арзамасцев Д.А., Бартоломей П.И., Холян А.М. АСУ и оптимизация режимов энергосистем. – М.: Высшая школа, 1983. – 208 с. 4. Филиппова Т.А. Эксплуатационные режимы гидроэлектростанций. – Новосибирск: Наука, 1968. – 194 с. 5. Русина А.Г., Худжасаидов Д.Х., Русин Г.Л. Особенности управления режимами гидроэнергетической системы Памира // Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. – 2015. – № 6. – С. 41–46. 6. Оценка использования ресурсов ГЭС при их работе в электроэнергетических системах / А.Г. Русина, Т.А. Филиппова, Е.А. Совбан, Д.Х. Худжасаидов // Энергия: экономика, техника, экология. – 2016. – № 9. – С. 27–32. 7. Tasks of optimal performance of hydroelectric in power system / A.G. Rusina, E.А. Sovban, J.K. Khujasaidov, T.А. Filippova // 11th International Forum on Strategic Technology (IFOST 2016): proceedings, Novosibirsk, 1–3 June 2016. – Novosibirsk, 2016. – Pt. 2. – P. 251–254. – ISBN 978-1-5090-0853-7. 8. Sekretarev Y., Sultonov Sh., Shalnev V. Optimal control mode of the vakhsh hydropower reservoirs to reduce electricity shortages in Tajikistan // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 792. – P. 446–450. – doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.792.446. 9. Секретарев Ю.А., Султонов Ш.М., Шальнев В.Г. Повышение выработки электроэнергии в Таджикистане на основе оптимизации режимов ГЭС // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2015. – № 5. – С. 14–17. 10. Русина А.Г., Совбан Е.А., Филиппова Т.А. Оптимальное использование ресурсов Новосибирской ГЭС в энергосистеме // Электроэнергетика глазами молодежи: сборник научных трудов 5 международной научно-технической конференции, Томск, 10–14 ноября 2014 г. – Томск, 2014. – Т. 2. – С. 571–572. – ISBN 978-5-87307-078-4. 11. Модели статистического анализа при планировании электропотребления и графиков нагрузки / А.Г. Русина, Е.А. Совбан, Т.А. Филиппова, Д.Х. Худжасаидов // Мы продолжаем традиции российской статистики: материалы 1 открытого российского статистического конгресса, Новосибирск, 20–22 октября 2015 г. – Новосибирск, 2015. – С. 44. – ISBN 978-5-7014-0716-7. 12. Русина А.Г., Филиппова Т.А. Принципы создания автоматизированной системы прогнозов при планировании и анализе режимов энергосистем // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность: материалы трудов 19 Всероссийской научно-технической конференции, Томск, 4–6 декабря 2013 г. – Томск, 2013. – Т. 1. – С. 154–157. 13. Allen J., Bruce F.W., Gerald B.Sh. Power generation operation and control. – 3rd ed. – New York: John Wiley & Sons, 2013. – 658 p. 14. Ferrero R.A. Rivera J., Shahidehpour S. Dynamic programming two-stage algorithm for long-term hydrothermal scheduling of multireservoir system // IEEE Transactions on Power Systems. – 1988. – Vol. 13, iss. 4. – P. 1534–1540. 15. Improved adaptive genetic algorithm and its application in short-term optimal operation of cascade hydropower stations / J. Zheng, K. Yang, R. Zhou, Y. Hao, G. Liu // Communications in Information Science and Management Engineering. – 2013. – Vol. 3, iss. 3. – P. 167–174. 16. Hydro unit commitment in hydro-thermal optimization / C.-A. Li, A.J. Svoboda, C.-L. Tseng, R.B. Johnson, E. Hsu // IEEE Transactions on Power Systems. – 1997. –Vol. 12, iss. 2. – P. 764–769. 17. Soares S., Carneiro A.A.F.M. Optimal operation of reservoirs for electric generation // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1991. – Vol. 6, iss. 3. – P. 1101–1107. 18. Легалов Д.И. Методика планирования долгосрочных оптимальных режимов электроэнергетических систем с ГЭС, основанная на методе динамического программирования: дис. ... канд. техн. наук. – Иркутск, 2005. – 139 с. 19. О методах оптимизации режимов энергосистем и энергообъединений / Т.М. Алябышева, Ю.И. Моржин, Т.Н. Протопопова, Е.В. Цветков // Электрические станции. – 2005. – № 1. – С. 44–48.
Просмотров: 784