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
|
|
|
|
|
|
|
|
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