МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
205
muhandisning vazifasi ushbu chegara sharoitida berilgan aniqlik bilan funktsiyani
tanlashdir, bu esa optimal yechimni "ko'rsatishi" mumkin.
Аннотация.
Задача оптимизации всегда была весьма актуальной, а в
последнее время, с ускоренным развитием различных областей науки и техники,
она приобрела еще более весомое значение. Так как поведение любого физического
объекта можно описать уравнением или системой уравнений (т.е. создать
математическую модель реального объекта), то задачей инженера является
подбор функции с заданной точностью при данных граничных условиях, которая
бы могла "показать" оптимальное решение.
Annotation
. The optimization task has always been very relevant, and recently,
with the accelerated development of various fields of science and technology, it has
acquired even more significant importance. Since the behavior of any physical object can
be described by an equation or a system of equations (i.e., to create a mathematical
model of a real object), the engineer's task is to select a function with a given accuracy
under given boundary conditions that could "show" the optimal solution.
Ключивые слова:
оптимизация, топливо, расход.
Целью решения задачи оптимизации режима ЭС заключается в
минимизации эксплуатационных издержек. При этом
достаточно рассматривать
только часть издержек, зависящую от режима, а издержки, практически не
зависящие от режима (содержание персонала, амортизационные отчисления,
расходы, связанные с эксплуатацией электрических сетей), при оптимизации не
учитывать. К издержкам ЭС, зависящим от режима, относятся главным образом
издержки на топливо, расходуемое ТЭС, которые
для любого периода Т
определяются как
∑
(1)
где
– расход условного топлива i-й ТЭС за период Т;
- его цена.
Расход условного топлива каждой станции
является интегралом по
времени мгновенных расходов топлива
следующего вида:
∫
(2)
Таким образом,
зависит от всего режима станции в рассматриваемый
период и является по терминологии вариационного исчисления функционалом,
функционалом является и величина
. Вместе с тем от режима ЭС в той или
иной мере зависят и некоторые другие виды издержек. В частности, от режим
работы ЭС зависит износ некоторых видов оборудования (например, износ
турбогенератора
зависит от числа его пусков, от колебаний нагрузки и др), а
следовательно, и расходы на его ремонт.
От режима работы ЭС в некоторой степени зависит эффективность работы
некоторых неэнергетических отраслей народного хозяйства. В частности, от
режима работы ГЭС зависит эффективность ирригации, судоходства, рыбного
хозяйства; отклонения от норм напряжения и частоты снижают эффективность
работы ряда потребителей. От режима работы ТЭС и ГЭС могут зависеть и
издержки, связанные с охраной окружающей среды.
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
206
Принципиально наиболее точный учет указанных обстоятельств возможен
путем введения
так называемых функций ущерба, т.е. дополнительных издержек,
возникающих при отклонении параметров режимов от оптимальных значений (для
потребителя, вдопользователя и т.п.). Очевидно, что в условиях социалистиче ского
хозяйства должны минимизироваться полные народнохозяйственные издержки,
зависящие от режима, что дает следующее выражение для минимизируемой
(целевой) функции:
∑
(3)
где У - ущерб у ј-го потребителя (агрегата, водополь- зователя).
Функции ущерба, как правило, имеют сложный характер и зависят не только
от режима в данный момент времени, но и от всего режима работы в
предшествующий период, в частности от длительности работы с отклонениями
параметров режима от оптимальных и от глубины этих отклонений. Они могут
зависеть от многих параметров. В ряде случаев ущерб (например, от воздействия на
окружающую среду) трудно поддается денежному выражению. В
связи с этим
функции ущерба, за исключением отдельных случаев, мало изучены, что
препятствует их применению при практических расчетах. Вместе с тем имеющиеся
исследования показывают, что функции ущерба имеют вид, аналогичный. Их
характерными свойствами являются наличие широкой области изменений
параметров режима, B которых ущерб незначителен, и резкое повышение ущерба
при выходе за границы этой области. Поэтому при практических расчетах обычно
устанавливают допустимые пределы изменения параметров режи ма,
при работе
внутри которых ущербом пренебрегают.
Таким образом, задача оптимизации сводится к ми нимизации целевой
функции (1) при соблюдении ряда ограничений, указанных ниже. Вместе с тем
излагаемая методика позволяет учесть функции ущерба в тех случаях, когда они
известны. Необходимо заметить, что учет цен на топливо в выражении (1) при
оптимизации режима приводит к повышению нагруз ки ТЭС, работающих на
дешевых видах топлива, и разгрузке ТЭС, работающих на дорогих видах.
Общий
расход топлива в ЭС при этом увеличивается. Вместе с тем действующие в
настоящее время цены на топливо не всегда правильно отражают
народнохозяйственную ценность различных его сортов. Кроме того, они не мо гут
отразить конъюнктурные условия топливоснабже ния, которые часто меняются.
Поэтому в практике расчетов условне минимума издержек по формуле (1) обычно
заменяют условием минимума суммарного расхода условного топлива. Это
достигается без изменения методики оптимизации приравниванием в формуле (1)
всех и единице. Дефицитность некоторых сортов топлива учитывается введением
ограничений на их расход в течение некоторого периода.
