рабочей характеристикой гидроагрегатов, на которой задаются линии равных значений КПД в координатах мощность, напор.
Рис.4.3
Для количественной оценки параметров оптимизации рассмотрим систему, в которой ГЭС работает параллельно с обобщенной ТЭС на общую нагрузку. Внутри цикла регулирования заданы прогнозируемые графики Pн(t) и Qпр(t) (рис.4.3).
В соответствии с алгоритмом динамического программирования определим:
1. В качестве параметра состояния системы выберем отметку горизонта верхнего бьефа и введем для него обозначение Х. Изменение ГВБ позволяет однозначно определить все другие параметры режима рассматриваемой системы.
2. Управление U – изменение dХ на шаге, определяющее мощность ГЭС.
3. Критерий w(S,U) – расход топлива на ТЭС.
Разобъем цикл регулирования на 4 шага в соответствии с графиком Рн(t). На каждом шаге будем рассматривать 5 возможных состояний. Состояние в конце шага S" = Х + dХ.
Спосoб вычисления критерия wi(Х,dХ) на шаге определяется следующим алгоритмом:
а) Расчет изменения объема водохранилища на шаге
dV = V(X) – V(X+dX), куб.м.
б) Определение расхода воды dQ=dV/dt+ Qпр.
в) Определение Хгнб по характеристике русла ниже ГЭС.
г) Средний напор на шаге Н=Х+0.5*dХ-Хгнб.
д) Определение мощности ГЭС Ргэс = Q*H*КПД*10/1.02, где КПД = f(Ргэс,Н).
е) Определение нагрузки ТЭС Pт=Pн-Pгэс.
ж) Определение расхода топлива В=В(Рт ).
Дальнейшие вычисления выполняются в соответствии с упрощенной блок-схемой процесса условной оптимизации от So к Sk (рис.4.4).
Организуется цикл по шагам процесса (блок 1). Затем формируется цикл по состояниям в конце рассматриваемого шага (блок 2), внутри которого работает цикл по возможным управлениям (блок 3).
Рис.4.4
В блоке 4 определяется эффект на шаге wi(S,Ui). В блоке 5 определяется условно-оптимальная эффективность
Wi(S)=extr{wi(S,Ui)+Wi+1(f(S,Ui)}
и условно-оптимальное управление.
При t=1 принимается Si=So и Wo= 0, при t=Т принимаем Si=Sk.
В блоке 6 обратным ходом находится оптимальная траектория изменения ГВБ.
Динамическое программирование, используя поэтапную оптимизацию, позволяет решать широкий круг задач, к которым неприменимы другие методы.
Недостатком метода является большой объем вычислений при решении многомерных задач. Например, для рассматриваемой задачи при выборе только одного параметра Х(t) для ГЭС число вычислений условного эффекта wi(S,Ui) при N=5 и T=4 составляет M = 2*N + N*N*(Т-2) = 60 .
Повышение точности решения при разумном числе N может быть достигнуто путем решения в несколько проходов с уменьшением шага h между рассматриваемыми состояниями.
вернуться к началу
Программное обеспечение
Программа ACYLB4.exe в режиме работы с клавиатурой. В программе даются основы теории в объеме, необходимом для самостоятельного изучения проблемы. Программа-тренажер GIDRO.exe, которая вызывается из основной программы, но может использоваться и автономно.
вернуться к началу
Порядок выполнения работы
1. Запустить Start.bat и ознакомиться с основным принципом динамического программирования на примере задачи вывода блока на рабочие параметры.
2. Изучить и осмыслить математическую формулировку принципа оптимальности в основном уравнении динамического программирования.
3. Внимательно рассмотреть пример выбора оптимального режима ГЭС при параллельной работе ее с теплоэнергетической системой на общую нагрузку с заданным суточным графиком.
4. В соответствии с вариантом (табл.4.1) графика нагрузки и отметкой Хк ГВБ выбрать на ПЭВМ оптимальный график использования водохранилища и найти мощность ГЭС на каждом шаге.
Для первого шага и одного из управлений привести расчет условно оптимальной эффективности на шаге.
Основные характеристики объекта:
–объем V=0.2+0.1*( Xгвб-48)2 в млн.куб.м,
– нижнее русло Хгнб=10+0.0005* Q в м, где расход Q в куб.м/с,
– мощность ГЭС Pг=0.009* Q*H в МВт,
– расход топлива B=20 + 0.1* Pт + + 0.0006*Pт2 в тут/час,
– прогнозируемый гидрограф Qпр={100,180,180,180} в куб.м/с.
5. В завершение работы с помощью программы-тренажера, используя свой опыт и интуицию, найти наилучший режим работы ГЭС в системе, т.е. выбрать нагрузку ГЭС для каждого часа суток по критерию минимума расхода топлива на ТЭС за сутки (рис.4.5). Мощность ГЭС в начале каждого часа регулируется нажатием клавиш + и – с контролем по стрелочному и цифровому указателю и фиксацией нажатием Enter .
Исходными данными для игры являются график Pн(t), гидрограф Qпр(t) и отметки ГВБ в начале Хн и конце Хк цикла регулирования. Величина Хк определяет запас воды на следующие сутки и должна выдерживаться с необходимой точностью
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
