Файл: Сапрыкин Г.С. Исследование операций в энергетических расчетах учеб. пособие для слушателей фак. повышения квалификации преподавателей теплотехн. каф., аспирантов и студентов специальности 0305.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.07.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 0
Последняя формула позволяет оценить чувствительность целевой
функции к возможным отклонениям управляющих параметров от опти |
||||
мальных и входных параметров от заданных значений, |
а формула |
|||
(3 -3 8 ) |
позволяет это сделать при переходе к более |
общим задачам |
||
оптимизации. |
|
|
|
|
Например, пусть исходные данные или оптимальные характеристи |
||||
ки отдельных установок определены в среднем с 25 |
$ |
погрешностью |
||
С АХ = |
0 ,2 5 ) . |
Относительное изменение расчётных |
затрат в соответ |
|
ствии |
с (3 -3 9 ) |
при этом составит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ 0,045 4 5 °/,. |
|
|
В |
задачах, ранее классифицированных как задачи П класса, |
по |
|||||||
формуле (3 -3 8 ) |
при |
2 |
- I |
получаем |
|
|
|
||
|
|
|
А .< о т а 1’ , 10| 511!о,0019--0Л . |
|
|||||
|
|
|
04 |
|
I |
* |
с |
|
|
И для |
задач оптимизации |
различных групп энергоустановок ( £ |
=2 ) |
||||||
|
|
|
^ |
= i m |
= QQQ006|5:0 .0 0 6 O|o. , |
|
|||
|
|
|
Ог |
L |
|
|
|
|
|
Таким образом, при постановке общих задач достаточно право - |
|||||||||
ыерпо |
использовать- |
грубые |
математические модели |
; выражение |
(3 -3 8 ) |
||||
указывает на |
стабильность |
распределения затрат |
по группам |
разно |
|||||
родных установок при заметном изменении характеристик установок |
|||||||||
разных |
типов и видов. Кроме того, |
из (3 -3 9 ) следует вывод о сущест |
|||||||
венной |
экономической устойчивости |
оптимальных решений для тепло - |
энергетических установок и их элементов. Эта устойчивость прояв - хчется в относительно меньшем изменении основных экономических показателей при существенном изменении исходных данных. Сформули рованные положения подтверждаются и непосредственными расчетами.
.В табл. 3-3 приведено сопоставление погрешности задания исходных
данных, |
изменения расчетных |
затрат и перерасхода |
затрат [ 3 5 ] . |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 -3 |
Установка или: |
Погрешность |
: |
Изменение расчет: |
Перерасход |
||||
элемент |
: |
исходных данных,: |
ных затр ат,$ |
: |
расчетных |
|||
|
|
: |
|
% |
: |
|
: |
затрат, % |
Блок мощностью |
|
|
+ 2 5 |
|
+ 5 , 6 |
|
ОЛ |
|
800 |
МВт . |
|
|
- |
|
' |
|
|
Главные |
турбопро- |
+ 20 |
|
+ 17,3 |
|
0 ,5 |
||
воды блока 1200 |
МВт |
” . |
|
|
|
|
61
Из таблицы видно, что по энергетической установке 800 МВт изменение величины расчетных затрат при изменении исходных дан
ных |
примерно 1 |
4 ,5 раза меньше изменения |
последних. Для отдель |
|||
ных |
элементов - |
паропроводов - такого снижения не |
наблюдается. |
|||
|
Таким образом, эффект |
устойчивости |
в |
большей |
степени прояв |
|
ляется при выборе решений |
по установке |
в |
целом и в меньшей - при |
оптимизации отдельных узлов. В первом случае происходит взаимная компенсация случайных изменений иоходннх данных, этот эффект труд нее реализовать в процессе оптимизации отдельных элементов,огра ниченных более аестко по входным и выходным термодинамическим и- расходным параметрам.
Как следует из таблицы 3-3 , величина перерасхода расчетных затрат в 40-60 раз меньше погрешности исходных данных. Последнее обстоятельство особенно важно, так как совокупность оптимальных параметров Х 0 , найденная при определенных исходных данных,ока зывается не оптимальной в действительных условиях функционирова ния энергоустановки,так.как эти условия (климатические факторы, число часов использования установленной мощности) заранее не из вестны. Как показал анализ [ 3 5 ] , величина погрешности и з-за не знания будущих условий функционирования не превышает 10-20# от получаемого эффекта оптимизации.
1У. ОПТОМАЛШОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ
Существует несколько технологических способов получения
электроэнергии: на тепловых электростанциях, гидростанциях, на атомных станциях и т .д . На тех же тепловых станциях можно ис - пользовать разные виды топлива - жидкое, твердое, газообразное.
Само топливо может подаваться железнодорожным транспортом.вод ным путем, трубопроводом и т .п . ■
В связи с этим появляется множество вариантов решения произ водственных вопросов по выбору типа и размещения электростанций, организаций топливоснабжения, по выбору последовательно ста вво да и сочетания станций разных типов, наконец, по организации их эксплуатации. Естественно, что эти варианты будут отличаться различным экономическим эффектом, В задачах экономического ха - рактера выбор возможных решений ( удовлетворяющих наложенным ограничениям ) по проведению операций называют п л а н о м , а
оптимальное решение - о п т и м а л ь н ы м |
п л а н о м . |
О п т и м а л ь н ы м я в л я е т с я |
п л а н . , о б е с |
п е ч и в а ю щ и й . з а д а н н ы й - п р о и з в о д с т в е н- п ы й р е з у л ь т а т п р и м и н и м а л ь н ы х з а - т р а т а х и л и м а к с и м а л ь н ы й п р о и з в о д с т в е н н ы й э ф ф е к т п р и з а д а н н о м о б ъ е м е р е с у р с о в . Таким образом, выбор оптимального плана - это не что иное, как решение сфорыулированной выше оптишэационной задачи в экономическом аспекте, нахождение минимума целевой функции, представленной в виде затрат.
В связи с задачами планирования возникло целое направление прикладной математики, которое и называют оптимальным планирова нием, математическим планированием J 32, 4 2 ]," математическим программированием " . Последний термин обязан своим происхожде -
63
яиои неграмотному переводу английского словосочетания, означаю
щего " математическая теория планирования " . Однако он использует ся, хотя " программирование " в данном случае не имеет никакого отнесения к теории составления программ для ЭВД.
Как уже было оказано ранее, под у п р а в л е н и е м
понимается воздействие на систему ( на её параметры) для достиже ния какой-либо цели. Если целью управления является оптимизация критерия .эффективности, то имеет место оптимальное управление .
Оптимальное планирование явля .тся составной частью оптималь ного управления . Задачей управления является не только реализа
ция планов, но и создание и совершенствование экономических рыча гов их выполнения, определение средств, методов и времени вмеша
тельства в алан для его корректировки J3 соответствии |
с изменивши |
|
мися условиями. |
|
|
_ Разобранные выше методы решения оптимизационных |
задач |
нашли |
широкое применение в планировании и управлении. Они наряду |
с |
|
электронно-вычислительной техникой являются базой создания |
на |
предприятиях и"в отраслях автоматизированных систем управления.
§ 4 -1 . Оптимальная мощность тепловой электростанции
Мощность ТЭЦ ограничивается транспортом тепла и определяется размерами теплового потребления. Мощность КЭС в большинстве слу чаев ограничивается условиями топливо - и водоснабжения, террито риальными и санитарными нормами, затратами в строительство.
Величина оптимальной мощности, таким образом, определяется сложным комплексом факторов, которые подробно рассмотрены в
[ ю .- т .а д ] . |
, |
|
Остановимся на обобщенном, но приближенном методе |
определе |
|
ния оптимальной мощности |
КЭС.- Эта задача может быть |
решена,если |
зависимостям, определяющим размер капиталовложений- в комплекс электростанция - линии электропередачи, придать вид непрерывной
функции |
144 ] |
|
|
|
|
||
|
|
|
S |
(N) +^ (N )+|1(N W or,s'l:, |
(*»-I) |
||
где, |
N |
- |
мощность |
электростанции, |
млн-.кВт ; |
|
|
|
- /fNb затраты в собственно электростанцию, млн. кВт ; |
|
|||||
|
r(N)“ |
общие затраты в |
основные |
линии электропередач, по ко- |
|||
|
|
|
торым ^вдается в |
систему |
мощность данной электростан |
||
|
|
|
ции, млн. кВт ; |
|
|
|
№
{(N )- суммарная стоимость потерь электроэнергии в линиях элек1- ч>передач, млн.кВт.
Применив квадратичную интерполяцию, затраты в собственно
электростанцию представим в виде |
|
|
|
|
f ( (N)=a+&N-+cN\ |
сч -г) |
|
где |
о. - сумма капиталовложений, |
не |
зависящая от мощности |
|
электростанций, млн. руб |
; |
|
-капиталовложения, приходящиеся на единицу мощности электростанции, млн.руб.
Для электростанций с блоками определенной мощности значения коэффициентов Q , & и с могут рассматриваться как постоян ные величины, не зависящие от полной мощности электростанции.
Стоимость .пиний электропередач зависит от расположения КЭС
по отношению к зонам тошшво-и |
электроснабжения и от формы пос |
||
ледней. Как и в [ |
]( рассмотрим два случая. |
|
|
П е р в ы й |
с л у ч а й . |
КЭС расположена в центре зоны |
|
электроснабжения |
(представлена круговой площадью на т а о .4 -1 |
,а ); |
Рис. Й- I . Расположение КЭС
а) в центре зоны ; б) вне зоны, электроснабжения
место добычи топлива совмещено с КЭС и расходы на транспорт топ лива отсутствуют.
Радиус зоны электроснабжения определится по формуле
|
Ь Ш |
, |
‘ ( * - э ) |
где |
л - плотность нагрузки |
в |
зоне, млн.кВт./ км . |
Средняя длина |
линий передач принимается по среднему моменту на - |
|||
грузки |
[1(2 Lrf > (2R)b I |
|
||
|
|
|||
|
|
Н |
V |
г |
откуда |
L |
=-==\[—^ |
) (км ) |
(4-Й ) |
Количество линий электропередач, отходящих от станции
65
|
|
|
|
tfl = |
N |
|
|
|
|
У |
|
|
|
(4 -5 ) |
||
|
|
|
|
'(S' K5(|U СоьЧ> |
|
|
|
|
|
|
||||||
щ е |
ц - |
средний коэффициент нагрузки ЛЭП |
; |
|
|
|
|
|||||||||
|
f f - |
средняя плотность тока в |
ЛЭП, |
а/ |
ми2 |
; |
|
|
|
|||||||
|
|
- суммарное сечение проводов одной |
ЛЭП ( на фазу),мм2 ; |
|
||||||||||||
|
а1: |
номинальное напряжение ЛЭП, кВ ; |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
- |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
CObV - |
коэффициент мощности . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2^5 |
'jSKG^U.CobY |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
,'.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
_____ ---------------------=C .N <5 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
'B 'J^ K G ^ U C o s 'l1 |
|
|
, |
(млн.руб) (4 -6 ) |
||||||||
где |
di |
- |
удельная |
стоимость линий |
передач |
принятого |
напряжения, |
|||||||||
|
|
|
руб/км, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
срок амортизации |
основного |
оборудования ( t ) |
принять |
за |
||||||||||
учитываемый период, то величину |
|
j s |
(N) |
можно определить |
при |
- |
||||||||||
ближенно. из |
выражения |
|
|
|
|
|
__^ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
^ (N )= & N jT t| ^ 0 |
, |
|
(млн.руб) (4 -7 ) |
|||||||||
где |
ft |
- |
себестоимость |
электроэнергии, |
руб/кВт.ч. ; |
|
|
|
||||||||
|
1 |
- |
годовое время максимальных потерь, час/год |
; |
|
|
||||||||||
|
aNj — потери мощности в ЛЭП, |
кВт. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Потери |
подсчитываются |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ь ^ Ь 7 \ \ Г г, |
|
(кВт) |
|
|
(4-8) |
|||||||
где |
У |
- |
суммарный ток ЛЭП, а |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
■Y.J - |
сопротивление ЛЭП, ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Величина суммарного тока |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
7 = |
|
N <0 |
|
|
|
|
|
(4 -9 ) |
|||
|
|
|
|
|
|
u |
m |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
' B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а сопротивления ЛЭП |
|
|
___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ч, -Л 1_- v> Ж _ • |
|
|
|
|
|
(4-10) |
|||||||
С учетом |
( 4 - 8 ), (4 - 9 ) |
и (4 - 1 0 ), |
выражение |
(4 -7 ) |
получит вид |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
А |
А |
, |
„ |
|
<5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
R ( f V |
|
M u |
l |
W |
|
j |
‘ |
|
' |
Смлн* ру б ) |
( 4 _ п ) |
66