Критерии эффективности выбора экономичного режима работы электростанций в системе

Основными задачами управления энергосистемами в нормальном режиме являются удовлетворение потребности в электроэнергии и тепле с соблюдением установленных требований по качеству и надежности, а также обеспечение максимальной экономичности производства, передачи и распределения энергии по всему энаргообъединению в целом. Решение этих задач включает:

улучшение показателей экономичности проектируемого и эксплуатируемого энергооборудавания;

оптимизацию состава агрегатов, включенных в работу;

оптимизацию распределения активных мощностей между агрегатами и станциями;

оптимизацию схемы и режима электрической сети по напряжению и реактивной мощности;

оптимизацию использования энергоресурсов (в первую очередь возобновляемых) за весь цикл регулирования.

Часть этих задач решается на этапе долгосрочного планирования энергосистем (например, оптимизация режима гидроэлектростанций за длительный период регулирования), другие – при разработке годовых и квартальных планов ее работы (рациональное использование топливных ресурсов, оптимизация графиков капитальных ремонтов основного энергетического оборудования), третьи — при краткосрочном и оперативном планировании (оптимизация недельных и суточных режимов работы энергосистемы).

Задача обеспечения экономичности работы энергосистем на всех временных этапах является комплексной и в условиях эксплуатации должна включать одновременное решение всех перечисленных видов частных задач. Однако методы комплексной оптимизации вследствие их сложности еще не получили достаточно широкого распространения. Принципиальное различие целей на разных этапах управления энергосистемой делает возможным использование методов многоцелевой оптимизации режимов работы ОЭС и ЕЭС России и поиска компромиссного решения относительно сформулированных критериев оптимальности (надежность, качество, объемы используемых энергоресурсов разных видов и др.). В настоящее время оптимизация каждой из задач ведется, как правило, раздельно, например, по активной и реактивной мощности.

При оптимизации суточных режимов совместной работы электростанций по активной мощности используются следующие критерии экономичности:

1) для энергосистем, состоящих только из тепловых электростанций, использующих топливо одинакового качества и цены и не имеющих ограничений по расходу топлива, за критерий оптимальности принимается минимум расхода топлива по системе;

2) для энергосистем, состоящих из тепловых электростанций и использующих топливо разного качества и цены при отсутствии ограничений по его расходу в качестве критерия оптимальности принимается минимум стоимости расходуемого по системе топлива;

3) в энергосистемах, включающих только тепловые электростанции при условии строго заданного расхода топлива на некоторых из них, или в энергосистемах сложной структуры, включающих тепловые и гидравлические станции, когда на суточный режим налагаются ограничения по выработке электроэнергии на ГЭС, определенные на этапе долгосрочной оптимизации, критерий оптимальности параллельной работы электростанции формулируется как минимум стоимости расходуемого топлива по системе на тех электростанциях, где расход топлива не ограничен, при условии полного использования топлива на тех электростанциях, где он жестко задан.

Оптимизация режима электрической сети по напряжению и реактивной мощности производится по критерию минимума этих потерь в сети с учетом ограничений по предельным уровням напряжения, определяемым требованием качества электроэнергии и условиями работы оборудования. Эти расчеты обычно проводятся для типовых режимов и повторяются по мере необходимости.

Работа электрических станций в условиях крупных энергообъединений (ОЭС, ЕЭС России) позволяет ставить также задачу оптимального использования энергоресурсов и располагаемых мощностей электростанций разных типов с учетом различия в структуре генерирующих мощностей, различия неравномерности графикой нагрузки отдельных энергосистем, наличия поясного сдвига времени между западными и восточными районами ЕЭС.