Излагаются основные вопросы расчета режимов электроэнергетических систем (ЭЭС). Особое внимание уделено энергетическим балансам и компьютеризации управления режимами. Рассмотрена также задача рационального использования гидроресурсов ГЭС. Приведены новые задачи и методы их решения, которые позволяют более рационально, чем традиционные пути, учитывать требования электроэнергетического рынка.

Материал книги ориентирован на студентов энергетических специальностей. Он включен в ряд дисциплин, в которых рассматриваются режимы ЭЭС. Может использоваться также инженерами и научными сотрудниками энергетических организаций.

ОГЛАВЛЕНИЕ



Введение 8

Раздел 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ЭНЕРГОСИСТЕМ 11

Глава 1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ПРИНЦИПЫ ИХ РАБОТЫ 13

1.1. Энергетическая система 13

1.2. Инновационные направления развития электроэнергетических систем 19

1.3. Режимные задачи, их состав и содержание 20

1.4. Учет требований потребителей к энергоснабжению при расчете режимов ЭЭС 23

1.5. Виды режимов 26

Заключение по главе 1 28

Вопросы для самопроверки 28

Глава 2. УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ ЭЭС 30

2.1. Принципы управления режимами 30

2.2. Средства и системы управления энергетическими объектами 43

2.3. Управление режимами на электроэнергетическом рынке 48

2.4. Оперативно-диспетчерское управление режимами 50

2.5. Автоматическое управление режимами 53

Заключение по главе 2 56

Вопросы для самопроверки 56

Глава 3. КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 58

3.1. Виды компьютерных систем в управлении режимами ЭЭС 58

3.2. Краткие сведения о компьютерных системах управления в энергетике 60

3.3. Техническое обеспечение АСУ 62

3.4. Информационное обеспечение АСУ 67

3.5. Математическое обеспечение АСУ 71

3.6. Примеры задач, решаемых в АСУ ТП ГЭС 72

3.7. Задачи АСУ ТП подстанций 82

3.8. Эффективность АСУ 87

Заключение по главе 3 88

Вопросы для самопроверки 88

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМОВ ЭЭС НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ РЫНКЕ 90

4.1. Некоторые особенности коммерческого управления режимами ЭЭС 90

4.2. Среда деятельности системы 94

4.3. Общие сведения об электроэнергетическом рынке 99

4.4. Учет особенностей электроэнергетического рынка при оптимизации режимов ЭЭС 102

4.5. Рыночная и контрактная форма взаимоотношений на электроэнергетическом рынке 103

Заключение по главе 4 108

Вопросы для самопроверки 108

Глава 5. БАЛАНСЫ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ 109

5.1. Структура балансов мощности и энергии системы 109

5.2. Участие станций в энергетических балансах системы 114

5.3. Методические основы составления баланса мощности 118

5.4. Особенности составления баланса электроэнергии 121

5.5. Надежность энергетических балансов и обеспеченность работы ЭЭС 123

5.6. Гидростанции с различной степенью регулирования стока в энергетических балансах 124

5.7. Баланс реактивной мощности 126

5.8. Резервы мощности 127

Заключение по главе 5 140

Вопросы для самопроверки 140

Заключение по разделу 1 142

Раздел 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ, МОДЕЛИ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭНЕРГОСИСТЕМ 143

Глава 6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ 145

6.1. Задачи оптимизации режимов и особенности их математического моделирования 145

6.2. Общие положения алгоритмизации задач оптимизации режимов электроэнергетической системы 150

6.3. Критерии оптимизации в энергетических режимных задачах 151

Заключение по главе 6 155

Вопросы для самопроверки 155

Глава 7. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ 156

7.1. Математическая формулировка задач оптимизации 156

7.2. Методы нелинейного программирования 160

7.2.1. Градиентный метод 161

7.2.2. Метод Ньютона 166

7.3. Учет ограничений в виде равенств 171

7.4. Учет ограничений в виде неравенств 174

Заключение по главе 7 181

Вопросы для самопроверки 182

Глава 8. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ 183

8.1. Экономическое распределение активной нагрузки

между ТЭС методом равенства относительных приростов 183

8.2. Примеры распределения активной мощности P между ТЭС методом равенства относительных приростов 194

8.3. Применение методов нелинейного программирования 198

8.4. Распределение нагрузки в энергосистеме с ГЭС и ТЭС 208

Заключение по главе 8 215

Вопросы для самопроверки 215

Глава 9. ОПТИМАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 217

9.1. Требования к режимам гидроэлектростанции энергетических и водохозяйственных систем 217

9.2. Основные принципы управления режимами ГЭС 219

9.3. Показатели оценки режимов ГЭС 223

9.4. Оптимизация длительных режимов ГЭС 225

9.5. Постановка задачи оптимизации долгосрочных режимов ГЭС 226

9.6. Оптимизация режима водохранилища одиночной ГЭС 229

9.7. Особенности оптимизации режимов каскада ГЭС 234

9.8. Схема расчетов по рациональному использованию гидроэнергетических ресурсов 238

Заключение по главе 9 244

Вопросы для самопроверки 244

Заключение по разделу 2 246

Раздел 3. НОВЫЕ ПУТИ РЕШЕНИЯ РЕЖИМНЫХ ЗАДАЧ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЫНКА 247

Глава 10. АДРЕСНОСТЬ РАСЧЕТОВ РЕЖИМОВ В СХЕМАХ ЭЭС С ХОЗЯЙСТВЕННЫМИ ОБЪЕКТАМИ 249

10.1. Модели и методы адресного разделения потоков и потерь мощности 250

10.2. Пример разделения потоков и потерь мощности 260

10.3. Количественные показатели адресных расчетов потоков и потерь мощности в системе 263

10.4. Типовые задачи адресного разделения потерь мощности и энергии 265

10.5. Методика адресного распределения потерь мощности на примере сетевого предприятия 273

10.6. Эквивалентирование сети с использованием эквивалентных характеристик потерь мощности 275

10.7. Развитие методов расчета режимов системы для реализации адресного принципа 279

Заключение по главе 10 289

Вопросы для самопроверки 290

Глава 11. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ЭЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СХЕМЫ ЭЭС С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЭКВИВАЛЕНТОМ

ЕЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И СТОИМОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ 291

11.1. Моделирование ЭЭС с использованием электрического эквивалента 291

11.2. Моделирование энергетических характеристик предприятий в электрической модели ЭЭС 297

11.3. Моделирование ЭЭС с использованием электрического эквивалента 303

11.4. Структурная модель адресных потоков и потерь мощности с использованием электрического эквивалента 305

Заключение по главе 11 310

Вопросы для самопроверки 311

Глава 12. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ И ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ЭЭС 312

12.1. Основы прогнозирования 312

12.2. Статистическое моделирование 318

12.3. Модели долгосрочного прогнозирования электропотребления и мощности нагрузки электроэнергетических систем 320

12.4. Методика расчетов прогнозирования электропотребления и мощности нагрузки на примере АО энерго

с упреждением на год 327

12.5. Прогнозирование графика нагрузки ЭЭС 335

12.6. Статистические модели графика нагрузки ЭЭС 339

12.7. Использование ранговых моделей для прогнозирования нагрузок в узлах электрической сети 342

Заключение по главе 12 346

Вопросы для самопроверки 346

Заключение по разделу 3 348

Библиографический список 349

Предметный указатель 351