Тексты лекций по дисциплине «оптимизация и управление системы электроснабжения»

Контрольные вопросы:
1. Как определяется удельный прирост агрегата?
2. В чем выражается практический смысл удельного прироста затрат?
3. Объясните расходную характеристику удельного прироста агрегата?
4. При каких условиях удельный расход достигает минимальных значений?
5. Что представляют собой действительные расходные характеристики станций?


Глава 7. Оптимизация состояний электрических сетей
7.1. Комплексная оптимизация состояний ЭЭС
План:
1. Общие сведения
2. Повышение надежности работы энергосистемы
3. Оптимизация качественных показателей электрической энергии
Ключевые слова и термины: надежность энергосистемы, питании потребителей, затраты в энергосистеме, ущерба от перерывов электроснабжения, расчетные затраты, качество энергии, технические пределы отклонений частоты и напряжения, минимум затрат потребителя, ущерб потребителей, качества напряжения


Общие сведения. Надежность работы энергосистемы определяется вероятностью сохранения электроснабжения всех ее потребителей энергией удовлетворительного качества.
Если эта вероятность велика, то велика и надежность работы системы. Перерыв в питании потребителей электроэнергией может быть вызван или авариями в питающей сети, или аварийным дефицитом мощности в энергосистеме, или системной аварией с нарушением устойчивости работы энергосистемы либо ее части. Во всех этих случаях причины нарушения питания потребителей являются случайными событиями.
Увеличивая затраты в энергосистеме, можно повысить уровень надежности ее работы. К этому приводит, например, увеличение числа цепей, питающих какого-либо потребителя. Рост резерва мощности в энергосистеме, а, следовательно, и вероятности отсутствия дефицита мощности, установка продольной емкостной компенсации, подключение автоматических регуляторов возбуждения сильного действия и другие аналогичные меры ведут к большей надежности.
Повышение надежности работы энергосистемы. Во всех таких случаях выбор оптимального решения облегчается экономическим сопоставлением изменения ущерба от перерывов электроснабжения и затрат на повышение надежности. Поясним эти соображения, предположив, что некоторая непрерывная переменная величина характеризует уровень надежности. При этом – вероятный ущерб от перерывов электроснабжения за какой-то период времени при данном значении ; – расчетные затраты за тот же период, необходимые для поддержания уровня надежности . Тогда за данный период времени суммарные затраты народного хозяйства

Оптимальный уровень надежности по условиям минимума при веденных затрат определится из равенства:

если, кроме того,

Так как с ростом уровня надежности работы ущерб снижается, а расчетные затраты увеличиваются, то

Обычно условие ( ) выполняется, так как кривые и обращены выпуклостью книзу, т. е. и Поэтому оптимальному значению соответствует одно условие:

т. е. при оптимальном величина удельного снижения ущерба должна равняться величине удельного прироста расчетных затрат.
Если меняется не непрерывно, а дискретно, и может, например, принимать три значения ( , , и ), а соответствующие вероятные ущербы и расчетные затраты равны , то выбор оптимального значения определяется минимальностью одной из трех величин ( ).
Уровень надежности является оптимальным, если

Уровень является оптимальным, если

Таковы общие критерии для выбора оптимального уровня надежности.
При выявлении ущерба от перерывов электроснабжения следует учитывать, что ущерб является случайной величиной, так как зависит от случайных событий — аварийных повреждений оборудования. Поэтому величина ущерба представляет собой математическое ожидание ущерба за определенный промежуток времени. Эта величина получается на основании расчетов, использующих методы теорий вероятностей и учитывающих действительный ущерб народного хозяйства от прекращения электроснабжения отдельных групп потребителей, причем пользоваться «ущербом» при расчетах следует очень осторожно при достаточно достоверных его значениях.