Викладено загальні відомості про електроенергетичні системи, розглянуто питання оптимізації короткострокових та довгострокових режимів, висвітлено деякі методи багатоцільової та багатокритеріальної оптимізації. Рекомендується студентам електроенергетичних спеціальностей денної, заочної, дистанційної та екстернатної форм навчання. Буде корисним інженерно-технічним працівникам енергетичних підприємств і слухачам курсів підвищення кваліфікації та післядипломної освіти. ЗМІСТ Передмова................................................................................................................5 Вступ........................................................................................................................6 Розділ 1. Загальні відомості про електроенергетичні системи та їхні режими........................................................................................................13 1.1. Основні визначення........................................................................................13 1.2. Структура енергосистеми.............................................................................14 1.3. Експлуатаційні властивості електростанцій................................................17 1.4. Характеристики електростанцій...................................................................19 1.4.1. Енергетичні характеристики обладнання ЕС...........................................19 1.4.2. Характеристики маневреності ТЕС...........................................................21 1.5. Режими енергосистеми..................................................................................23 1.6. Графіки навантажень.....................................................................................24 1.7. Баланси потужності та енергії енергосистеми............................................26 1.8. Резерви потужності........................................................................................30 Розділ 2. Оптимальні режими енергосистем......................................................32 2.1. Найвигідніший розподіл навантажень в енергосистемі............................32 2.2. Ієрархічні принципи побудови та управління енергетикою…………......34 2.3. Метод Лагранжа.............................................................................................36 2 4 Розподіл навантажень між тепловими електростанціями...........................38 2.5. Найвигідніший розподіл навантажень між ТЕС (графічним методом)....40 2.6. Порівняльний аналіз варіантів розподілу активних навантажень між ТЕС.........................................................................................................................42 2.7. Розподіл навантажень між агрегатами електростанції..............................46 2.8. Розподіл навантажень в енергосистемі з ТЕС та ПЕС...............................47 2.9. Розподіл навантажень в енергосистемі з атомними електростанціями....50 2.10. Оптимізація режимів роботи енергосистем з ГАЕС................................52 2.11. Розподіл реактивних навантажень в електричних мережах…………... 56 2.12. Комплексна оптимізація режимів енергосистеми.....................................60 2.13. Спрощений алгоритм комплексної оптимізації режиму енергосистеми…………………………………………………………………...64 2.14. Визначення а для електростанцій у найпростіших випадках.................69 2.15. Оптимальне секціонування електричних мереж......................................71 2.16. Реалізація розрахунків найвигіднішого розподілу навантаження під час експлуатації електростанцій та енергосистем....................................................76 Розділ 3. Вибір складу агрегатів енергосистеми................................................80 3.1. Загальні положення........................................................................................80 3.2. Внутрістанційна оптимізація режимів......................................................83 3.3. Вибір складу агрегатів в енергосистемі з ТЕС.........................................84 3.4. Внутрістанційна оптимізація режиму ПЕС..............................................91 Розділ 4. Оптимізація довгострокових режимів енергосистем.....................94 4.1. Поточне планування режимів системи.....................................................94 4.2. Оптимізація режиму водосховищ окремої ГЕС та каскаду гідростанцій…………………………………………………………………....95 4.3. Довгострокове планування балансів потужності та виробітку електроенергії в системі....................................................................................99 4.3.1. Довгострокове планування балансів потужності..................................99 4.3.2. Довгострокова оптимізація балансів виробітку електричної енергії..................................................................................................................102 4.4. Оптимальне планування ремонтів енергетичного обладнання..............103 4.5. Еквівалентні характеристики електростанцій..........................................106 Розділ 5. Методи оптимізації............................................................................109 5.1. Класичні методи оптимізації без обмежень..............................................109 5.1.1. Функції однієї змінної..............................................................................109 5.1.2. Функції багатьох змінних........................................................................112 5.2. Градієнтні методи........................................................................................113 5.3. Методи оптимізації за наявності обмежень..............................................117 5.3.1. Основи методу штрафних функцій.........................................................118 Розділ 6. Основи багатокритеріальної оптимізації режимів..........................121 6.1. Основні положення проблеми розв'язування багатокритеріальних завдань..................................................................................................................121 6.2. Основи багатоцільової структурної оптимізації режимів енергосистем........................................................................................................125 6.3. Структуризація цілей та визначення критеріїв оптимізації.....................127 6.4. Визначення однокритеріальних функцій цінності....................................131 6.5. Обгрунтування принципу оптимальності..................................................132 Розділ 7. Багатоцільова комплексна оптимізація режимів енергосистем......134 Список літератури...............................................................................................137