- •Оглавление
- •Раздел 1. 14
- •Глава 1. Электроэнергетические системы 15
- •Глава 2. Управление режимами ээс 34
- •Глава 4. Особенности режимов ээс на электроэнергетическом рынке 101
- •Глава 5. Балансы мощности и энергии 122
- •Раздел 2. 160
- •Глава 6. Математическое моделирование задач оптимизации режимов 161
- •Раздел 3. 285
- •Глава 10. Адресность расчетов режимов в схемах ээс с хозяйственными объектами 286
- •Глава 11. Расчет режимов ээс с использованием схемы ээс с электрическим эквивалентом ее энергетических и стоимостных параметров 331
- •Глава 12. Модели и методы прогнозирования электропотребления и графиков нагрузки ээс 356
- •Глава 9. Оптимальное использование водных ресурсов гидроэлектростанций 253
- •Введение
- •1.2. Инновационные направления развития техники и технологии производства в электроэнергетических системах
- •1.3. Режимные задачи их состав и содержание
- •1.4. Учет требований потребителей к энергоснабжению при расчете режимов ээс
- •1.5. Виды режимов
- •1.6. Заключение по главе 1
- •1.7. Вопросы для самопроверки
- •Глава 2. Управление режимами ээс
- •2.1. Принципы управления режимами
- •2.2. Средства и системы управления энергетическими объектами
- •2.3. Управление режимами на электроэнергетическом рынке
- •2.4. Оперативно-диспетчерское управление режимами
- •2.5. Автоматическое управление режимами
- •Функциональная автоматика турбин и вспомогательного оборудования
- •2.6.Заключение по главе 2
- •2.7. Вопросы для самопроверки
- •Глава з. Компьютеризация управления режимами. Автоматизированные системы управления асу
- •3.1. Виды компьютерных систем в управлении режимами ээс
- •3.2. Краткие сведения о компьютерных системах управления в энергетике
- •3.3 Техническое обеспечение асу
- •3.4. Информационное обеспечение асу
- •3.5. Математическое обеспечение асу
- •3.6. Пример состава задачи, решаемых в асу тп гэс
- •3.7. Задачи асу тп подстанций
- •3.9. Эффективность асу
- •3.10. Заключение по главе 3
- •3.11. Вопросы для самопроверки
- •Глава 4. Особенности режимов ээс на электроэнергетическом рынке
- •4.1. Некоторые особенности коммерческого управления режимами ээс
- •4.2. Среда деятельности системы
- •4.3. Электроэнергетический рынок
- •4.4. Учет особенностей электроэнергетического рынка при оптимизации режимов ээс
- •4.4. Рыночная и контрактная форма взаимоотношений на электроэнергетическом рынке
- •4.5.Заключение по главе 4
- •4.6 Вопросы для самопроверки
- •Глава 5. Балансы мощности и энергии
- •5.1. Структура балансов мощности и энергии системы
- •5.2.Участие станций в энергетических балансах системы
- •5.3. Методические основы составления балансов мощности
- •5.4. Особенности составления баланса электроэнергии
- •5. 5. Надежность энергетических балансов и обеспеченность работы ээс
- •5.6 Гидростанции с различной степенью регулирования стока в энергетических балансах
- •5.7. Баланс реактивной мощности
- •5.8. Резервы мощности
- •5. 8. Задача расчета суточного баланса мощности системы
- •10.2. Модели и методы адресного разделения потоков и потерь мощности
- •9.3. Пример разделения потоков и потерь мощности
- •10.4. Количественные показатели адресных расчетов потоков и потерь мощности в системе
- •10.5. Типовые задачи адресного распределения потерь мощности и энергии
- •10.5. Методика адресного распределения потерь мощности на примере сетевого предприятия
- •10.7. Эквивалентирование сети с использованием эквивалентных характеристик потерь мощности
- •10.8. Развитие методов расчета режимов системы для реализации адресного принципа
- •10.9. Задача адресной оценки мощности при использовании хозяйственно- технологической модели системы
- •10.10. Закдача расчета узловых цен мощностей станций и нагрузок ээс на часовых интервалах в течении суток
- •10.12. Заключение по главе 10
- •10.13. Вопросы для самопроверки
- •Глава 11. Расчет режимов ээс с использованием схемы ээс с электрическим эквивалентом ее энергетических и стоимостных параметров
- •11.1 Моделирование ээс с использованием электрического эквивалента ее энергетических и стоимостных величин
- •11.2. Модель системы и ее структурных элементов при использовании электрического эквивалента
- •11.3. Моделирование энергетических характеристик предприятий в электрической модели ээс
- •11.4.Моделирование ээс с использованием электрического эквивалента
- •11.6. Структурная модель адресного расчета стоимости потоков и потерь мощности и энергии с использованием электрического эквивалннта.
- •11.6. Заключение по главе 11
- •11.7. Вопросы для самопроверки
- •Глава 12. Модели и методы прогнозирования электропотребления и графиков нагрузки ээс
- •12.1. Основы прогнозирования
- •12.2. Статистическое моделирование
- •12.3. Модели долгосрочного прогнозирования электропотребления и мощности нагрузки электроэнергетических систем с учетом особенностей их функционирования на электроэнергетическом рынке
- •12.4. Методика расчетов прогнозирования электропотребления и мощности нагрузки на примере ао – энерго с упреждением на год
- •12.5. Прогнозирование графика нагрузки ээс
- •10.6. Статические модели графика нагрузки ээс
- •10.7. Использование ранговых моделей для прогнозирования нагрузок в узлах электрической сети
- •12.8. Заключение по главе 10
- •12.9. Вопросы для самопроверки
- •12.10. Заключение по разделу 3
- •Литература
- •Предметный указатель
- •5.10. Задача выбора и размещения резервных мощностей энергосистемы
- •5.11. Заключение по главе 5
- •5.12. Вопросы для самопроверки
- •Заключение по разделу 1
- •Раздел 2. Основные принципы, модели и методы решения задачи управления режимами энергосистем Глава 6. Математическое моделирование задач оптимизации режимов
- •6. 1. Задачи оптимизации режимов и особенности их математического моделирования
- •6.2. Общие положения алгоритмизации задач расчета режимов электроэнергетической системы
- •6.3. Учет параметрических свойств мощности и выработки электроэнергии в характеристиках электрической модели
- •6.4. Критерии оптимизации в энергетических режимных задачах
- •6. 5. Критерий оптимизации режимов электрической сети
- •6.6. Линейная и нелинейная постановка задачи оптимизации режимов энергосистемы
- •6.8. Заключение по главе 8
- •6.9. Вопросы для самопроверки
- •7. Методы оптимизации
- •7.1. Математическая формулировка задач оптимизации
- •7.2. Методы нелинейного программирования
- •7.2.1 Градиентный метод
- •7.2.2. Метод Ньютона
- •7.2.3. Учёт ограничений в виде равенств
- •7.2.4. Учет ограничений в виде неравенств
- •7.3. Заключение по главе 7
- •7.2.6. Вопросы для самопроверки
- •8. Оптимизация режимов энергосистем
- •8.1. Экономическое распределение активной нагрузки между тепловыми электростанциями методом равенства относительных приростов
- •8.2. Примеры распределение активной мощности между станциями методом равенства относительных приростов
- •8.3. Применение методов нелинейного программирования для решения задач оптимизации режимов энергосистем
- •8.3. Распределение нагрузки в энергосистеме с гэс и тэс
- •8.4 Заключение по главе 8
- •8.5. Вопросы для самопроверки
- •Глава 9. Оптимальное использование водных ресурсов гидроэлектростанций
- •9.1.Требования к режимам гидроэлектростанции энергетических и водохозяйственных систем
- •9.2. Основные принципы управления режимами гэс
- •9.4. Показатели оценки режимов гэс
- •9.5. Оптимизация длительных режимов гэс
- •9.6. Постановка задачи оптимизации долгосрочных режимов гэс
- •9.6. Методы оптимизации режима водохранилища одиночной гэс
- •9.7. Особенности оптимизации режимов каскада гэс
- •9.7. Схема расчетов по рациональному использованию гидроэнергетических ресурсов
- •9.8. Заключение по главе 9
- •9.9. Вопросы для самопроверки
- •Заключение по разделу 2
4.4. Учет особенностей электроэнергетического рынка при оптимизации режимов ээс
Как уже говорилось, электроэнергетический рынок обладает особыми свойствами. Все они важны при решении режимных задач.
Структурная
схема системы
является совокупностью электрических,
и энергетических элементов, с различными
технологиями, на которую накладываются
хозяйственные границы и ограничения
предприятий энергетики. Традиционными
элементами структурной схемы являются:
электрические станции, электрические
сети, подстанции, нагрузки потребителей.
Хозяйственные границы определяются
компаниями, сетевыми предприятиями,
сбытовыми предприятиями. Например, на
рисунках 4.6 и 4.7 приведены две структурные
схемы. В одной имеются генерирующие
предприятия ГП и сетевые СП и их
энергетические характеристики затрат
и потерь мощности
Р.
А на рисунке 4.7 приведена схема ценовых
показателей каждого предприятия S
Схемы совершенно различны, и соответственно
различны режимы.
Рисунок 4.6 - Структурная модель системы с ее предприятиями
Рисунок 4.7 - Структурная модель системы с ценовыми характеристиками товара
Для одной и той же технической системы может быть создано множество вариантов расчетных схем с учетом особенностей рынка. Сочетание в структурной схеме технических, экономических и коммерческих элементов приводит к их разнообразию и постоянному изменению, которые влияют на режимы.
4.4. Рыночная и контрактная форма взаимоотношений на электроэнергетическом рынке
На электроэнергетическом рынке отношения субъектов имеют сочетание чисто рыночной и контрактных форм. Рыночные формы базируются на на регулировании отношений купли – продажи самим рынком.
Спрос на электроэнергию это одна из главных составляющих рыночных отношений в энергетике. У потребителей он зависит не только от их технологических нужд, но и от цен на электроэнергию. Ценовое регулирование приводит к взаимному приспосабливанию продавцов электроэнергии и покупателей. На рисунке 4.8 показаны кривые спроса и предложения. Около равновесной точки 0 всегда есть некоторая зона регулирования цен на покупку и продажу. В области регулирования имеются следующие характерные ситуации. Если спрос покупателей на электроэнергию превышает предложения по ее продаже а1 >а, то увеличивается объем продаж Э и его цена Ц, до наступления равновесия в точке 0. Если спрос меньше предложения, т.е. в1< в, то соответственно снижается выработка и ее цена (рисунок 4.8 А).
Особенностью
для энергетики является то, что кривая
спроса неэластична, т.е. спрос мало
зависит от цены. При этом величина
мала. Электроэнергия это товар жизненной
необходимости и покупатель за него
платит практически любую цену (рисунок
4.8 Б). При таком соотношении продавец –
коммерсант начинает существенно повышать
цены на электроэнергию. Особенно в том
случае, если продавец – монополист. И
при большом повышении цен падает
производство промышленной и
сельскохозяйственной продукции и
потребление электроэнергии уменьшается.
В связи с этим в энергетике имеется
государственный механизм ограничения
цен. Следовательно, на рыночные процессы
регулирования цен накладываются
ограничения. При этом редко удается
установить равновесную цену, соответствующую
точке 0. Если цена превышает равновесную,
т.е. Ца
>Ц0
,то
спрос меньше предложения и начинается
расточительное использование
электроэнергии. Если же Цв
<Ц0
,
то возникает дефицит энергии и потребители
ограничивают свои потребности.
Ц
А Б
Рисунок 4.8 Иллюстрация ценового регулирования на рынке
К
ривая
спроса, Кривая предложения
При контрактной форме взаимоотношения между субъектами рынка регламентируются. В контракте определяется объем и цена на поставку продукции покупателю. В этом случае рыночная форма взаимоотношений заменяется юридической формой. Правовая форма взаимоотношений имеет законную форму и записана в гражданском законодательстве и гражданском кодексе РФ. Существует множество договоров между субъектами электроэнергетического рынка. Часть имеет организацинную роль, а часть коммерческую.
Приведем один пример двусторонних договоров.
При заключении регулируемых двусторонних договоров (РДД) ) стороны свободны в выборе контрагента, договорных объемов электроэнергии, и определении цен и объемов электроэнергии. Механизм двусторонних договоров выгоден при долгосрочном планировании, поскольку позволяет максимально снизить ценовые риски.
В настоящее время двусторонние договоры, заключаемые на рынке, имеют следующие характеристики:
они одномесячные с возможностью пролонгации;
как правило, заключаются с соседями;
используется гибкая форма оплаты, связанная со сроками оплаты на ФОРЭМ;
цены жестко привязаны к текущим ценам на спотовом рынке;
никто из участников не знает, что он будет делать хотя бы через три месяца.
Двусторонний договор способен дать существенный выигрыш при заключении на срок от трех месяцев до года и больше.. В такой ситуации, участники осведомлены о тарифах как минимум на три месяца вперед и об их динамике на год вперед, что дает большие выгоды. Такой договор является прототипом форвардных сделок, которые совершаются на зарубежных рынках. Форвардный контракт предусматривает обязательство купить или продать электроэнергию в будущем по определенной ранее цене.
Общая ситуация такая.
Цены базируются на государственных тарифах и включают контрактные скидки и надбавки.
Сетевые тарифы значительно различаются для СП.
Тарифы и затраты системы определяются по различным методикам, что приводит к их разнообразию. Причем эти расчеты являются коммерческой тайной и потребитель не знает за что он платит. Обычно затраты системы устанавливаются по принципу « от достигнутого плюс поправки»
Разнообразие энергетических балансов.
Энергетические балансы мощности и электроэнергии для различных объектов О отражают комбинацию условий У((*)(#)(+)(^)(&”)) и целей расчетов Ц(Ц1 ,Ц2 ,Ц3 ,Ц 4 ....). Число задач – ОУЦ (таблица 4.2).
Таблица 4.2. Факторы, влияющие на разнообразие энергетических балансов
Условия У и цели Ц |
1.Вид объекта О |
|||||
ЕЭС |
ОЭС |
ЭЭС |
электро станция
|
электрические сети |
Зоны электро снабжения |
|
1.Период упреждения: |
|
|
|
|
|
|
в темпе процесса |
* |
* |
* |
* |
|
* |
час, |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
сутки |
* |
* |
* |
* |
|
* |
неделя |
* |
* |
* |
* |
|
* |
месяц |
* |
* |
* |
* |
|
* |
год |
* |
|
|
|
|
|
2.Вид задачи оптимизации: |
|
|
|
|
|
|
выбор состава работающих агрегатов |
# |
# |
# |
# |
|
# |
распределение нагрузки между генерирующими единицами |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
построение эквивалентной энергетической характеристики |
^ |
^ |
^ |
^ |
^ |
^ |
построение характеристик потерь мощности и энергии |
& |
& |
& |
& |
& |
& |
пазмещение резерва мощности |
“ |
“ |
“ |
“ |
|
“ |
3.Различные цели |
|
|
|
|
|
|
Надежность электроснабжения |
Ц1 |
Ц1 |
Ц1 |
Ц1 |
Ц1 |
Ц1 |
Качество электроэнергии |
Ц2 |
Ц2 |
Ц2 |
Ц2 |
Ц2 |
Ц2 |
Экономичность |
Ц3 |
Ц3 |
Ц3 |
Ц3 |
Ц3 |
Ц3 |
Коммерческие и др. |
Ц4 |
Ц4 |
Ц4 |
Ц4 |
Ц4 |
Ц4 |
Рисунок 4.9 - Общая схема к режимным задачам на электроэнергетическом рынке
