Файл: Падалко Л.П. Математические методы оптимального планирования развития и эксплуатации энергосистем учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.07.2024

Просмотров: 135

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

1.12

Базисные

Свободные

 

 

Свободные переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переменные

члены

 

 

 

 

 

*13

Л!3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

—1

 

0

 

 

—1

0

0

Хп

 

0

 

0

 

0

 

0

 

 

100

 

0

 

—1

0

 

0

—1

1

vr2

 

450

 

0

 

 

0

 

 

1300

—450

1

0

1

0

 

1

1

—1

Л'гЗ

 

 

 

 

0

 

 

300

0

0

0

0

0

 

1

0

0

Уі

 

 

 

 

0

 

 

450

 

0

 

0

 

 

0

1

 

Уъ

450

-

0

0

0

 

1

F

162 400 ООО

—4000

 

—3000

 

100

1700

 

—765 000

 

0

 

0

 

0

—1700

 

 

 

 

 

 

 

 

ТаСшща

1.13

Базисные

Свободные

 

 

Свободные переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переменные

члены

Л 'із

 

 

 

 

Х13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

—1

 

0

 

 

—1

0

 

 

 

300

 

0

 

0

 

1

 

0

.vr2

550

0

0

0

—1

0

 

0

1

0

 

 

 

 

 

0

 

х гз

850

—300

1

0

1

0

 

1

—1

0

 

 

 

 

 

—1

 

Уі

300

300

0

0

0

0

 

1

0

0

 

 

1

 

х23

450

0

0

0

0

0

 

0

1

0

 

 

 

 

 

0

 

F

161 635 000

—4000

 

—3000

 

100

—1700

 

—30 000

 

0

 

0

 

—100

 

0

64


этом столбце. Он находится на

пересечении со

строкой

У \ . Выполняя

соответствующие

преобразования,

 

прихо­

дим

к табл . 1.14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.14

 

 

 

 

 

Свободные переменные

 

 

Базисные

Свободные

 

 

 

 

 

 

 

переменнее

члены

v13

 

 

 

i/l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х п

 

500

— 1

 

0

 

—1

 

0

*Г2

 

550

0

 

— 1

 

0

 

1

Л 'гз

 

550

1

 

1

 

—1

 

—1

-х13

 

300

0

 

 

 

1

 

0

Л'23

 

450

 

0

 

 

F

161 600 000

— 400 0

— 300 0

— 100

 

— 170 0

Искомое решение:

 

 

 

 

 

 

 

д-г 1 =

500 Мет; л-г2

= 550

Мет; хг3 = 550

Мет;

 

х13

= 300 Мет; х23

=450

Мет.

 

 

 

 

К а к видно,

следует

расширять мощности существую­

щих

электростанций, используя

в максимальной

степени

возможность передачи

энергии

по существующим

лини­

ям 'К третьему

энергоузлу с покрытием

недостающей по­

требности в этом узле путем сооружения

та м электро­

станции.

Сооружение новых линий экономически неце­

лесообразно .

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а рис. 1.8

показана укрупненная блок-схема

итера­

ционного

расчета рассмотренной задачи

на цифровой

вычислительной машине .

 

 

 

 

 

 

Недостатком рассмотренной линейной модели я в л я ­

ется

то,

что в ней предполагается непрерывность

пере­

менных параметров, в частности

мощностей

электростан­

ций. Фактически генерирующие мощности изменяются дискретно вследствие стандартности номинальных мощ­ ностей основного оборудования электростанций. Поэто­ му полученные решения не могут быть использованы в непосредственном виде для принятия оптимального пла­ на развития энергосистемы. Однако знание решений, по­

лученных

в предположении непрерывности переменных,

позволяет

наметить

реальную оптимальную

стратегию

развития

энергосистемы, используя

полученные

решения

к а к характеристику

закономерности

развития

энергоси-

5 Л. П. Падалко

65


стемы. В этом смысле предложенную линейную модель следует рассматривать как оценочную, на основе реше­ ния которой выбираются далее оптимальные решения.

Формирование исходных стоимостных характе­

ристик задачи

V

 

 

Математическая

фор­

мулup оЗка задачи

и ее

решение

 

 

Лна ли з решения

и про­

дерка

соответствия

рассчитанных

стой-

мостньїх

 

характери­

стик

исходным

 

Несоотвектбуе т Соот8етст5ует

Корректиро-

 

\

Печати ре­

баниестои-

зультатов

мостных хара­

решения

ктеристик

 

 

Р и с. 1.8.

 

 

 

Следует отметить, что для решения линейных задач с дискретными переменными существует специальный ме­

тод — целочисленное

линейное программирование.

Одна­

ко

использование

этого метода не всегда может

быть

оправдано, т а к как

при этом значительно возрастут объ­

ем

задачи и время

счета. П а м я т и и быстродействия су­

ществующих цифровых вычислительных машин может оказаться недостаточным д л я решения реальных задач . Поэтому упрощенные линейные модели, играющие роль оценочных, имеют практическое значение.

Оптимизация топливоснабжения тепловых электро­

станций энергосистемы.

Р а с с м а т р и в а е м а я з а д а ч а форму­

лируется следующим

образом . Известно размещение

месторождений

топлива различных видов и

тепловых

электростанций

энергосистемы. З а д а н ы годовые

объемы

потребления условного топлива электростанциями и его предельно допустимые размеры добычи на топливодобы-

66


в а ю щ их базах . Требование з а д а ч и сводится к

нахожде ­

нию такого п л а н а топливоснабжения станций

системы,

который бы минимизировал затраты на добычу и транс­

портировку

топлива.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ц е л е в а я

функция имеет следующий вид:

 

 

 

т

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min у;

2 с ' / * ' / >

 

 

 

 

 

 

 

 

где

і

индекс топливной

базы;

 

 

 

 

 

/ — индекс тепловой электростанции;

 

 

Сц

удельные приведенные

затраты,

связанные с

 

 

 

добычей и транспортировкой единицы условно­

 

 

 

го топлива і-го месторождения к /-й электро ­

 

X/j

 

станции;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'количество условного

топлива t'-ro месторож­

 

 

 

дения, направляемого

к

/-й электростанции.

 

З а д а ч а

имеет следующие

ограничения:

 

 

 

1)

обеспечение

к а ж д о й

тепловой

электростанции

за­

данным

количеством условного

топлива:

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yixij

= Bj

( / =

1, 2 , . . . , /г);

 

 

 

 

 

 

i—\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

годовая

добыча

топлива

не

д о л ж н а п р е в ы ш а т ь

предельно допустимого

размера:

 

 

 

 

 

2 * i / < 4

( t =

1, 2 , . . . , m);

 

 

 

 

 

 

3)

требование

неотрицательности

переменных:

 

 

Хц

>

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д а н н а я

 

з а д а ч а

относится к

классу транспортных

за­

дач

и

может быть решена соответствующими методами.

 

В

постановке

нашей

з а д а ч и

мы

предполагаем,

что

к.п.д.

электростанций при использовании

различных

ви­

дов топлива одинаковы. Однако эти к. п. д. фактически различаются, и пренебрегать их разницей не всегда мож ­ но. Но в этом случае рассмотренная нами з а д а ч а сводит­ ся к задаче оптимизации топливно-энергетического ба­ ланса, которая приводится далее (стр. 77—86).

Рассмотрим решение сформулированной выше задачи для случая, когда з а д а н ы три топливодобывающие базы

5*

67


и три электростанции. Характеристики з а т р а т приведены

в

табл .

 

1.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.15

 

 

 

 

 

 

Потребители

 

 

 

 

Поставщики

 

1

 

 

3

Добыча

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

і

 

 

 

13,4

13,8

 

14

250 000

 

2

 

 

 

13,6

12,8

 

13,5

400

000

 

3

 

 

 

14

13,5

 

12,9

200

000

 

Потребность

300 ООО

250 000

180 000

 

 

 

З а т р а т ы

даны

в рублях на

одну

тонну

условного то­

плива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Математическая формулировка рассматриваемой за­

дачи имеет следующий вид:

 

 

 

 

 

т і п { 1 3 , 4 * ц +

13,8лгі8 +

14л-1 3

+ 13,6дга х +

12,8*2 2

+

+

13,5*2 3 +

14дгза

+ 13,5*32 + 12,9*3 3 );

 

 

 

t=i

 

=

300 000;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v X / 2

 

= 2 5 0 000;

 

 

 

 

 

 

І=І

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 * „ <

180 000;

 

 

 

 

 

 

V x 1

;

. < 2 5 0 000;

 

 

 

 

 

 

/=і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V x 2

/

< 4 0 0 000;

 

 

 

 

 

2 * з / < 2 0 0 000;

Выполним решение задачи методом потенциала. Д л я этого прежде всего с помощью метода «северо-западно-

68