Оптимизация процессов производства тепловой и электрической энергии

ЛЕКЦИЯ 1

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий курс носит название «Оптимизация процессов производства тепловой и электрической энергии». Слово «оптимизация» может иметь очень глубокий смысл, но может и не иметь никакого конкретного смысла, если его употребляют, как это часто бывает, только в качестве эквивалента слова «хороший». Слово «оптимальный» должно означать, что некий объект (процесс) лучше, чем другие объекты (процессы), отвечает определенным показателям — критериям оптимальности. Таким образом, понятие оптимальности относительно.

Только количественные показатели оптимальности применять бывает затруднительно  и  поэтому  приходится  пользоваться качественными характеристиками.

Процессы в энергетической системе обычно описываются системой обыкновенных дифференциальных и алгебраических уравнений. При рассмотрении процессов в этой системе необходимо учитывать возмущающие воздействия – внутренние и внешние. Действие возмущений вызывает необходимость в оперативном управлении системой, например энергетикой. Задачей такого управления является обеспечение выполнения производственной программы.  Решение такой задачи осуществляется с помощью моделей оперативного управления. Динамическая модель оперативного управления для поиска согласованных оптимальных решений состоит из двух частей:

·  первая (собственно оперативное управление) — на текущий момент времени (на час, смену),

·  вторая (модели планирования) — на весь период вперед (на сутки, неделю, квартал, год).

Исходя из надежности прогноза нагрузок и состояния производства, выбирается период управления, который и разбивается на этапы. Задача оптимального оперативного управления решается на скользящем интервале. На основании моделей планирования находится оптимальное управление на весь период, которое принимается к исполнению на первом этапе. По окончании этого этапа вновь отыскивается решение для всего периода управления при сдвиге на один этап.

Эффективность решения задач оперативного управления связана с возможностью прогнозирования условий функционирования системы на этапе оперативного управления. Поэтому выбор числа этапов времени при решении задачи оперативного управления должен производиться на основе разумного компромисса между требованиями  точности   и   вычислительными  затратами,   так как прогнозирование основных возмущающих воздействий с достаточной точностью можно осуществить лишь на ограниченный интервал времени.

Задача оперативного управления в силу ограничений, отображающих специфику производства, является многомерной задачей нелинейного программирования, которая представляет большие трудности для решения.

При оптимальном оперативном управлении можно выделить следующие задачи:

1) определение оптимальной стратегии развития энергосистем;

2)  выбор наилучшей конфигурации (по тем или иным показателям