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

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

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, 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