Глава 9 (оптимиз) (995087), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Экстремум функционала определяется системой дифференциальных уравнений Эйлера (Логранжа), получаемых дифференцированием подинтегрального выражения по переменным Р₁, Р₂, …, Р_п, Р_{п +1} и т.д.:

F = Ф + λ _t W

+ λ _t = 0, …, + λ _t = 0;

λ _{п + 1} + λ _t = 0, …, λ _т + λ _t = 0;

λ _{г 1} + λ _t = 0, …, λ _{г п} + λ _t = 0;

λ _{а 1} + λ _t = 0, …, λ _{а п} + λ _t = 0; (9.20)

Заменив производные через относительные приросты, перепишем уравнения (9.20) в виде:

r_{ст 1} + λ _t (1 – σ₁) = 0, …, r_{ст n} + λ _t (1 – σ_n) = 0;

λ _{п + 1} r_{ст (п +1)} + λ _t (1 – σ_п+1) = 0, …, λ _т r_{ст т} + λ _t (1 – σ_т) = 0;

λ _{г 1} r_{г 1} + λ _t (1 – σ_{г 1}) = 0, …, λ _{г п} r_{г п} + λ _t (1 – σ_{г п}) = 0;

λ _а1 r_{а 1} + λ _t (1 – σ_{а 1}) = 0, …, λ _{а п} r_{а п} + λ _t (1 – σ_{а п}) = 0.

Отсюда:

= - λ _t, …, = - λ _t ;

= - λ _t, …, = - λ _t ;

= - λ _t, …, = - λ _t ;

(9.21)

= - λ _t, …, = - λ _t .

Следовательно, для обеспечения распределения электрической нагрузки между отдельными электростанциями (конденсационными, ТЭЦ, гидростанциями, атомными электростанциями) на минимум суммарного расхода топлива энергообъединением необходимо, чтобы в каждый момент времени выполнялось следующее условие:

= … = = = … = =

= = … = = = , (9.22)

где r_ст1, r_ст2, …, r_{ст п} – относительные приросты расхода условного топлива на 1, 2, …, п-й тепловой электростанции (нетто), т/МВт∙ч; r_{ст (п+1)}, …, r_{ст т} – относительные приросты расхода условного топлива на п + 1, …, т-й тепловых электростанциях, которые должны израсходовать определенное количество топлива (нетранспортабельные горючие отходы промышленного предприятия) или теплоты вторичных энергоресурсов, т/МВт∙ч; r_{г 1}, …, r_{г п} – относительные приросты расхода воды на 1, 2, …, п-й гидростанции, (м³/с)/МВт; r_{а 1}, …, r_{а п} – относительные приросты расхода ядерного топлива на 1, 2, …, п-й атомной электростанции, выраженные в тоннах условного топлива, т/МВт∙ч; λ _{п + 1}, …, λ _т – безразмерные коэффициенты, используемые для обеспечения режимов на (п + 1), …, т-й тепловых электростанциях, при которых ими расходуется заданное количество топлива или теплоты вторичных энергоресурсов; λ _{г 1}, …, λ _{г п} - коэффициенты, характеризующие изменение расхода условного топлива в энергосистеме под влиянием изменения расхода воды на 1, 2, …, п-й ГЭС, (т/ч)/(м³/с); λ _а1,…, λ _{а п} - безразмерные коэффициенты, необходимые для обеспечения определенного (наибольшего) использования 1, 2, …, п-й атомной электростанции (с учетом ограничения по минимальной мощности реактора, вызываемого эффектом «отравления»);

σ ₁, …, σ_п ;

σ_п+1, …, σ_т ; относительные приросты потерь мощности в

σ_{г 1}, …, σ_{г п} ; электрических сетях.

σ_{а 1}, …, σ_{а п} .

Изменение режима работы отдельных электростанций сказывается главным образом на топливной составляющей себестоимости электроэнергии в энергосистеме. Поэтому достижение минимума затрат на топливо означает и минимум затрат на производство электроэнергии. При одинаковых удельных затратах на одну тонну условного топлива на всех тепловых электростанциях режим электростанций энергосистемы, соответствующим минимальным затратам на это топливо.

При различных удельных затратах на топливо, используемых отдельными электростанциями данной энергосистемы, для достижения минимума себестоимости электроэнергии необходимо, чтобы в каждый момент времени существовало равенство:

= … = = = …

… = = = … = =

= = , (9.23)

где Ц_{т 1}, …, Ц_{т п}, Ц_{т (п+1)}, …, Ц_{т т} – удельные затраты (цены) на топливо на 1, 2, ..., п, (п+1), …, т-й тепловой электростанции, руб/т; Ц_{т ср} – средние удельные затраты на условное топливо на тепловых электростанциях, нагрузка которых меняется с изменением нагрузки гидростанций, руб/т; Ц_{а 1}, …, Ц_{а п} – удельные затраты на ядерное горючее, выраженное в тоннах условного топлива, руб/т.

Если принять удельные затраты на топливо на одной из электростанций за базисные, то разделив равенство (9.23) на Ц_{т i}, получим:

= … = = = …

… = = = … = =

= = , (9.24)

Таким образом, для перехода от критерия минимума расхода топлива к критерию минимума себестоимости электроэнергии в энергосистеме или объединении энергосистем необходимо значения относительных приростов расхода топлива умножить на отношение удельных затрат на топливо на данной станции к аналогичному показателю на базовой электростанции.

Причем если (Ц_т / Ц_{т i}) > 1, то на данной электростанции для обеспечения минимума себестоимости электроэнергии необходимо снизить нагрузку сравнительно с ее режимом на минимум расхода топлива. Если (Ц_т / Ц_{т i}) < 1, то на данной станции необходимо повысить нагрузку по сравнению с режимом, обеспечивающим минимум расхода топлива. Коэффициенты λ _г, λ _т, λ _а – устанавливаются итеративным или иным методом, исходя из условия полного использования заданного суточного расхода воды на ГЭС, определенного количества топлива на ТЭС, имеющей ограничения по расходу топлива, обеспечение определенного (наибольшего) использования атомной электростанции.

Перераспределение электрической нагрузки между электростанциями ведет к изменению потерь электроэнергии в электрических сетях, связывающих эти станции между собой и, следовательно, к изменению расхода топлива (затрат на топливо) в энергосистеме. Учет изменения потерь в электрических сетях приводит к необходимости умножения относительных приростов электростанций на поправочный коэффициент 1/ (1 – σ).

Суммируя нагрузки отдельных станций при одинаковых значениях относительных приростов, найдем электрические нагрузки энергосистемы, соответствующие этим относительным приростам. Так устанавливается связь между нагрузкой энергосистемы и нагрузкой каждой станции.

Сложность оптимизации использования производственных мощностей электростанций и необходимость учета меняющихся условий и ограничений приводит к необходимости применения ЭВМ.

Определение оптимальных режимов использования производственных мощностей необходимо не только в эксплуатационных условиях, но и при проектировании развития энергетики.

Вопросы для повторения.

1. Раскройте содержание энергетической характеристики и характеристики относительных приростов расхода топлива тепловой электростанцией.

2. Укажите исходные материалы для разработки характеристик тепловых электростанций.

3. Сформулируйте условие использования котельных агрегатов при котором достигается минимум расхода топлива и минимум затрат на топливо.

4. Изложите способы построения характеристик машинного зала ТЭС и ее назначение.

5. Изложите способы построения энергетической характеристики и характеристик относительных приростов ГЭС (АЭС).

6. Изложите принцип изменения потерь мощности в электрической сети.

7. Изложите основные положения по рациональному использованию производственных мощностей электростанции в энергообъединении.

205

Характеристики

Список файлов книги