2.7. Определение типа электростанции в условиях неопределенности

Выбираемый тип электростанций во многом зависит от неопределенности условий, которые могут возникнуть в будущем. Примерами таких условий могут быть условия обеспечения топливом, риски и последствия аварий, требования экологии, экономическая коньюнктура, политическая ситуация и др.

При выборе типа в условиях неопределенности можно использовать основные критерии теории игр.

Оценим тип электростанции для покрытия дефицита электроэнергии в регионе, где рассматривается возможность сооружения АЭС на быстрых или тепловых нейтронах наряду с другими путями покрытия дефицита энергии. Основные сложности применения методов теории игр связаны с выбором стратегий природы, которая выступает в роли нашего противника и непреднамеренно «генерирует» неопределенности, а также наших стратегий и, наконец, составления платежной матрицы.

В рассматриваемой задаче примем 4 следующих неопределенности.

1. Обеспеченность ресурсами природного газа с освоенных месторождений.

2. Риск аварий на АЭС с тяжелыми последствиями.

3. Проблема с поставками газа.

4. Наличие большого количества радиоактивных отходов и риски их распространения.

Возможные пути энергоснабжения (типы электростанций):

1. Реактор на быстрых нейтронах БН-800.

2. Водо-водяной энергетический реактор ВВЭР-1000.

3. Покупка энергии на оптовом рынке.

4. Тепловая станция на угле (КЭС).

Таким образом, в формализуемой игре у каждого игрока по 4 стратегии. Составим платежную матрицу, определив экспертным путем ожидаемые ущербы для каждой пары стратегий. Эта часть игровых методов наиболее ответственная и трудоемкая. Конечно, для обоснования величины ущербов требуется всесторонний и глубокий анализ, поэтому не стоит искать обоснования приведенным ущербам. Платежная матрица, матрица рисков R и оптимальные стратегии показаны на рисунке 2.15.

При решении рассматривались следующие критерии теории игр:

1. min max,

2. min min,

3. критерий Гурвица (γ = 0,5),

4. критерий Лапласа,

5. min max по матрице риска R.

Рис. 2.15

Ущербы при оптимальных стратегиях подчеркнуты. Как видно чаще всех в состав оптимальных стратегий по разным критериям попадает вариант АЭС на энергетических реакторах типа ВВЭР.

2.8. Выбор оптимальных планов развития электрической сети

2.8.1. Общие положения

Планирование развития сети проводится после того, как с помощью линейной модели выбраны типы блоков и сроки их ввода, а также определены варианты развития основной сети, хотя и достаточно приближенно. Задача выбора оптимального плана развития электрических сетей гораздо сложнее из-за большой размерности, наличия дискретных переменных (сечений проводов ЛЭП и номинальных мощностей трансформаторов) и учета графа сети. При решении её используется метод декомпозиции, в соответствии с которым сеть разбивается на подсети по территориальному признаку, либо по назначению (системообразующие сети, местные сети, распределительные сети).

При планировании развития распределительной сети могут использоваться методы решения транспортной задачи, которая заключается в поиске таких связей между заданными нагрузками и существующими или новыми подстанциями с известной мощностью из числа возможных с известной длиной , по которым обеспечиваются все нагрузки при минимальных затратах. Если в качестве переменных принять потоки от -ой подстанции к -ой нагрузке , то математическая модель описывается ограничениями двух типов: предельной мощностью центров питания и балансами по каждой нагрузке

, (2.30)

. (2.31)

Целевая функция определяется как сумма произведений длины на поток по каждой возможной линии

. (2.32)

Решение задачи позволяет оптимальным образом распределить нагрузки между питающими центрами.

При выборе плана развития сети совместно решаются три задачи:

1. выбор номинального напряжения электрической сети ;

2. выбор конфигурации (динамического графа);

3. выбор сечения проводов и кабелей.

Рассмотрим некоторые особенности решения этих задач.