Актуальность проблемы. Как известно, энергооборудование электроэнергетических систем (ЭЭС) не может обладать абсолютной надежностью, т. е. отказы в работе энергооборудования являются объективно обусловленными и закономерными. Здесь не меняет дело и наличие аварийных резервов мощности в ЭЭС, так как вероятность отказов у самого резервного оборудования также не равна нулю /I/. Следует отметить, что в последние годы по ряду причин в ЭЭС различных регионов страны снизился уровень резервирования. Следовательно, возможность появления дефицитов мощности в ЭЭС — объективная реальность, а значит время от времени будут возникать ограничения электропотребления.
Одним из эффективных способов предотвращения дальнейшего развития аварий в объединенных электроэнергосистемах (ОЭЭС) является управление нагрузкой ЭЭС, а именно экстренняя разгрузка дефицитных ЭЭС за счет кратковременного отключения нагрузки, как это показано в /2/, специально подготовленных энергоемких промышленных потребителей (ПП) электроэнергии. То есть создание автоматизированной системы управления нагрузкой ЭЭС на базе энергоемких ПЛ.
Имевшие место крупные аварии в энергообъединениях США /3,4/ показывают, к чему может привести стремление избежать даже небольших ограничений электропотребления. У нас в стране широкое распространение получила различного рода противоаварийная автоматика (автоматическая частотная разгрузка — АЧР, система автоматического отключения нагрузки — САОН), внедрение которой позволяет ценой некоторых потерь при частичном отключении нагрузки ДП избежать развития больших потерь от «развала» ОЭЭС и погашения электропотребления в крупных районах /5−10/.
Следующим обстоятельством, приводящим к периодическому ограничению электропотребления, является напряженность энергетического баланса в различных регионах страны, т. е. в период прохождения максимума нагрузки в целом ряде ЭЭС имеют место кратковременные отключения части нагрузки ПП х.
Также весьма важным вопросом в управлении режимом электропотребления являются достаточно жесткие требования АЭС к нагрузке в период ночного провала. В статье В. Доброхотова «Энергетике-свободу маневра» 305 показано, что в настоящее время «лишняя» мощность в ночное время измеряется 43 миллионами киловатт. Одним из возможных способов увеличения числа часов использования генерирующей мощности в ЭЭС и выравнивания режима нагрузки АЭС могло бы быть временное ограничение электропотребления в период максимума с догрузкой ПП в часы ночного провала.
Таким образом, все сказанное свидетельствует о том, что хотя конечная задача функционирования ЭЭС — бесперебойное и качественное электроснабжение потребителей, однако кратковременные отключения нагрузки (КОН) являются объективно реальными, а в ряде случаев и целесообразными. определенной мере причиной этому является недостаточность в структуре генерирующих мощностей ЭЭС высокоманевренных агрегатов, о чем неоднократно отмечалось в периодической печати (Правда от 23 мая 1983 г. и от 23 февраля 1984 г.) Хотя есть необходимость скорейшего ввода специальннх пиковых мощностей, однако с позиции общей народнохозяйственной эффективности может оыть найден такой режим электропотребления, которому соответствует оптимальная мощность пиковых электростанции и целесообразная степень регулирования нагрузкой ПП, разумеется при условии сохранения у последних плановых заданий по выпускаемой продукции. зек).
Социалистическая индустрия, 20 июня 1984, с. 2.
Если время от времени приходится отключать часть нагрузки тех или иных ПП, то логично было бы так организовать КОН, чтобы связанные с этим экономические потери были минимальными. Несмотря на увеличение, в последние годы, числа КОН в ряде ЭЭС х на практике временные ограничения электроснабжения ПП проводятся без проверки выполнимости потребителями своих плановых заданий по выпуску целевой продукции, без какого-либо технико-экономического обоснования очередности, глубины и продолжительности отключения тех или иных ПП /11−13/.
Хотя в некоторых ЭЭС делают попытки к упорядочению КОН потребителей (например, приурочивают к часу пика нагрузки системы профилактические осмотры технологического оборудования ПП с отключением агрегатов), однако в методическом плане отсутствуют разработки, позволяющие оптимизировать параметры ограничения электроснабжения конкретного потребителя, выбрать наивыгоднейшую очередность и состав отключаемых ПП с условием сохранения у них плановых заданий и с учетом интересов смежников, т. е. с соблюдением договорных обязательств по поставкам.
Предварительные исследования, проведенные в Казахском НИИ энергетики /14/ показали, что только по одной из ЭЭС Казахстана за счет выбора наивыгоднейшего состава отключаемых ПП с условием сохранения государственных плановых заданий и графиков (договорных обязательств) поставки продукции смежникам, можно сэкономить до одного млн. рублей в год по сравнению с существующей практикой проведения КОН.
Поэтому вопросы сохранения плановых заданий ПП, подвергающ ,.
Анализ статистики по одной из ЭЭС Казахстана показал, что в 1982 г. там число кратковременных отключений нагрузки потребителей доходило до тысячи раз. щихся КОН, учет интересов смежников и минимизация экономических потерь имеют важное народнохозяйственное значение. А разработка методов, алгоритмов и программ для решения этих задач является весьма актуальной.
Научная новизна. Предусматривая возможность периодического отключения части нагрузки потребителей электроэнергии необходимо принимать соответствующие меры.
В первую очередь, для каждой ожидаемой длительности дефицитного (по мощности) состояния ЭЭС необходимо определить допустимую величину отключчаемой нагрузки у конкретного ПЛ. В конечном итоге по параметрам ограничения электроснабжения — длительности перерыва и допустимой величины отключаемой мощности требуется охарактеризовать предельную регулирующую способность ПП, в диапазоне которой выпадающие на предприятие КОН не приводили бы к недовыполнению или срыву государственных плановых заданий и к нарушению договорных обязательств по поставке выпускаемой ими продукции смежникам.
Поскольку любое вмешательство в сложивщийся режим электропотребления действующего ПП сопряжен с увеличением эксплуатационных издержек производства и они различны у разных потребителей, то КОН (разумеется, с учетоом предельных рейдирующих способностей) необходимо осуществить таким образом, чтобы величины дополнительных издержек как по отдельным, так и по группе отключаемых ПП были минимальными.
Разработка методов определения предельных регулирующих способностей ПП и минимизации дополнительных издержек производства за счет выбора наивыгоднейшего состава отключаемых потребителей в условиях временного дефицита мощности в концентрированной ЭЭС.
Предпосылкой для объективной оценки возможности сохранения своих плановых заданий по выпускаемой продукции несмотря на наличие КОН и цены его выполнения необходимо соблюдение следующих основных условий:
Во-первых, кратковременные отключения нагрузки потребителя ни в коем случае не должны приводить к ситуациям, угрожающим жизни и здоровью персонала, к поломке оборудования, порче полуфабрикатов и готовой продукции. Для этого необходимо выделить такие электроприемники, отключение которых приводило бы только к снижению производительности ПЛ. Весьма специфическим вопросом при выделении электроприемников является реконструкция схемы внутреннего электроснабжения (разумеется, если в этом есть необходимость). Существо этой реконструкции сводится к тому, что некоторые весьма ответственные электроприемники (возможно и маломощные) переводятся на самостоятельную систещу шин, что позволит при КОН оставлять их в работе /15,16/. Иными словами эти электроприемники, отключение которых недопустимо переводятся в состав так называемой «аварийной брони» .
Во-вторых, периодические отключения не должны препятствовать выполнению потребителем государственных плановых заданий по выпуску целевой продукции. Необходимой предпосылкой выполнения этого условия является наличие определенных внутренних (технологических) резервов по производительности, которые, как известно, имеются у любого ПЛ. Эти резервы служат для компенсации, если так можно выразиться, «внутренних отказов» у потребителя, например, отказов в работе технологического оборудования, повреждении в схеме внутреннего электроснабжения, возможных перебоев в поставке сырья и т. п.
Из-за малой вероятности одновременной мобилизации резервной производительности у всех ПП, в зоне рассматриваемой ЭЭС для компенсации «внутренних отказов» можно при проведении КОН х рас.
XX считывать на эти резервы. Кроме того, в качестве внутреннего резерва у ПП можно использовать догрузку технологического оборудования. Это, когда по каким-либо причинам (по существу в настоящее время для ПП установлено такое плановое задание) в условиях нормальной эксплуатации основное оборудование не полностью загружено. Для восполнения временно недовыработанной продукции можно также использовать возможность сверхноминальной загрузки (форсировки) оборудования (разумеется, если это допустимо по техническим и технологическим причинам).
В-третьих, отключение части нагрузки ПП не должно приводить к срыву графиков поставки производимой им целевой продукции смежникам, т. е. не должно иметь место (под предлогом КОН) нарушение государственной дисциплины. Для этого единственно возможным способом является частичное складирование в накопителях (складах) либо полуфабрикатов, либо готовой продукции, либо тех и других. Тогда снабжение смежников ЭВВЕ будет обеспечиваться за счет запаса полуфабрикатов или товарной продукции. После ликвидации дефицитного состояния в ЭЭС за счет мобилизации внутренних резервов ПП должна осуществляться заполнение накопителей, чтобы подготовиться к следующем^ КОН.
Теперь дадим определение КОН. Кратковременными отключениями нагрузки считается такое отключение ПП, при котором он еще в состоянии (за счет использования внутренних резервов по производительности) выполнить свои плановые задания и сохранить неизменным график поставки целевого продукта смежникам. Здесь не рассматриваются резервы в виде организации работы в дополнительные смены (2-ю или 3-ю), так как это связано с трудовыми резервами. в) В качестве смежников могут выступать как потребители, получающие конечную готовую продукцию рассматриваемого ПП, так и последующие технологические звенья после отключенноого внутри самого предприятия.
— 10.
В-четвертых, поскольку работа ПП в условиях КОН неизбежно будет сопряжено с некоторыми дополнительными эксплуатационными издержками производства, то они (вернее минимальная величина этих издержек) и должны служит мерилом экономических последствий от перебоев в электроснабжении.
В-пятых, необходимо выбрать такой состав отключаемых потребителей при возникновении дефицитного состояния в ЭЭС, чтобы суммарные дополнительные издержки по всем этим ПП были минимальными.
Несмотря на кажущуюся простоту и очевидность перечисленных выше основных требований для работы ПП в режиме периодического КОН, их выполнение выливается в весьма сложную и не решенную задачу. Это объясняется тем, что при выполнений этих условии уже ПП может выступать не только как элемент народного хозяйства, выполняющего свои основные функции — производство определенного целевого продукта, но и как объект КОН ЭЭС.
Основные задачи, возникающие с работой ПП в качестве объекта электроэнергосистемы.
I. Если предусматривается комплексное назначение ПП, то первой важной и весьма сложной задачей является детальное изучение технологических особенностей конкретных производств. Конечной целью этой задачи должна быть специальная подготовка ПП для участия в КОН с учетом вышеперечисленных требований. Хотя описанные требования могут быть реализованы почти на любом ПП (если там имеются хот&какие-нибудь электроприемники,отключение которых удовлетворяют эти условия), однако практический интерес представ лшот, в первую очередь, энергоемкие ПП с высокой концентрацией мощностей в электроприемниках. Это объясняется не только тем, что дополнительные издержки, связанные с КОН, у них, как правило, меньше чем у неэнергоемких ПП, но и возможностями дальнейшего внедрения автоматики, которая управляла бы нагрузкой этих ПП при дефицитных ситуациях в ЭЭС /2,16/,.
Несмотря на наличие работ, посвященных потребителям-регуляторам /18−28/, еще совершенно недостаточно исследованы вопросы специальной подготовки ПП для использования их в качестве централизованной (причем оперативно) управляемой нагрузки х ЭЭС. Сложность задачи объективного изучения технологических особенностей отдельных ПП для подготовки к участию в КОН объясняется тем, что эти вопросы являются узкоспециальными для каждой отрасли промышленности и требуют привлечения специалистов соответствующего профиля.
2. Следующей важной задачей с народнохозяйственных позиций при КОН тех или иных (уже подготовленных для работы в таком режиме) ПП является определение их предельных регулирующих способностей, при которых временное отключение не приводит к невыполнению плановых заданий по выпускаемой продукции и нарушению государственной дисциплины, выражающегося срывом графиков поставки смежникам производимой ими продукции. Иными словами, эта задача сводится к определению таких параметров КОН (предельной величины отключаемой мощности при некоторой ожидаемой длительности дефицитного состояния в ЭЭС) конкретных ПП, которые не приводят к нарушению договорных обязательств предприятия. Для краткости в дальнейшем эту задачу назовем определение предельной возможности ПП.
3. Как было сказано выше, выпуск ПП запланированного объема целевого продукта в условиях периодических КОН будет неизбежно связан с увеличением эксплуатационных издержек производства. Эти.
Если не считать успешно развивающейся системы САОН, где технико-экономические аспекты отключения ПП не учитываются. дополнительные издержки зависят (причем существенным образом) как от типа подвергаемого отключению ПП (медеплавильный завод, или фосфорное производство, или завод по производству карбида), так и от параметров КОН. В связи с этим возникают следующие весьма важные задачи: а) объективная оценка минимальных дополнительных издержек, связанных с КОН отдельных ПП. Общеизвестным (а зачастую и единственно возможным) инструментом для технико-экономических оценок действующих (или проектируемых) установок и оптимизации их параметров является, как известно, экономико-математическое моделирование (ЭММ). Хотя моделированию последствий, связанных с перебоем в электроснабжении ПП посвящено множество исследовании /29−34/. где анализируются взаимосвязи сложных технологических схем производства, однако в этих работах отсутствует учет предельных возможностей ПП, т. е. при тех или иных параметрах КОН не анализируются возможности ПП по условию выпонимости ими пяа-новых заданий и сохранения графиков поставки продукции смежникамб) организация такой очередности КОН (с учетом п. «а»), при которой величина суммарных дополнительных издержек по всем отключаемым ПП в зоне рассматриваемой ЭЭС была бы минимальной. Следовательно, при возникновении каждого дефицитного состояния в ЭЭС должна решаться и технико-экономическая задача оптимального распределения отключаемой нагрузки (РОН) мезду ПП.
В свою очередь, параметры дефицитного состояния в ЭЭС могут случайным образом принимать самые различные значения, т. е. они заранее не могут быть известными. Поэтому при оптимизации РОН между ПП возникает необходимость учета неполноты информации по параметрам дефицитного состояния в ЭЭС.
4. В общем случае структура электропотребления в различных.
ЭЭС также различна. Это вполне понятно, поскольку ПП одного и того же типа не могут быть «равномерно размещены» по территории ОЭЭС. Поэтому суммарные дополнительные издержки, связанные с КОН также неодинаковы в различных ЭЭС. Если к тому же учесть, что возникновение дефицита мощности в той или иной ЭЭС может меняться случайным образом, то становится ясной целесообразность «перераспределения дефицитов мощности» по условию минимума дополнительных издержек уже по всей ОЭЭС с учетом ограничений по пропускным способностям ЛЭП и предельной отключаемой мощности. Следовательно, оптимизация РОН выдвигает целый комплекс задач, котоорые должны решаться, как на уровне диспетчерского управления ЭЭС, так и на более высоких уровнях (ОДУ). Следует отметить, что в задаче оптимизации РОН при нелинейной зависимости дополнительных издержек от параметров КОН пока еще мало проработок /35−38/, это, естественно, вытекает из недостаточной разработанности технико-экономических аспектов КОН.
5. Наконец, в плане централизаванного управления нагрузкой ЭЭС весьма важной задачей при возникновении дефицитов мощности, является создание автоматизированной системы управления нагрузкой (без которой невозможно реализовать оперативность управления) на базе специально подготовленных энергооемких ПП /2/. Следует отметить, что в настоящее время назрели технические и технико-экономические предпосылки для создания такой системы, так как в народном хозяйстве все шире применяются микропрцессорная вычислительная техника. Например, сейчас как у нас в стране, так и за рубежом используются мини ЭШ пока лишь для учета и контроля рациональным расходованием энергоресурсов в промышленности.
Таким образом, все сказанное свидетельствует о том, что вопросы управления КОН промышленных потребителей электроэнергии сопряжено с решением целого комплекса технических и техникоеэко-номических задач. Данная работа включает только лишь ряд актуальных задач этой большой проблемы в направлении разработки алгоритмических и программыо-информационныз вопросов.
Цель данной работы. Для состояния концентрированной ЭЭС, характеризируемой временным дефицитом мощности разработка методов оптимизации параметров ограничений электроснабжения отдельного действующего ПП, выбора наивыгоднейшего состава отключаемых потребителей с условием сохранения у них плановых заданий и графика поставки продукции (полуфабрикатов) смежникам при минимуме дополнительных издержек как по отдельному, так и по группе отключаемых предприятий. Для достижения этой цели необходимо разработать следующий комплекс алгоритмов и прграмм: а) определение предельной возможности ПП, выделенного в качестве объекта КОН, т. е. таких параметров КОН (величины допустимой отключаемой мощности Vnp для ожидаемой продолжительности перерыва tr), при которых у ПП еще сохраняется плановое задание по выпускаемой продукции и не нарушается график поставки целевой продукции смежникамб) оценки минимальных дополнительных эксплуатационных издержек ПП (И = min.) 9 связанных КОН, с учетом взаимовлияния технологических звеньев единого производствав) подготовки (стандартизации) информации (технико-экономических показателей) по отдельным ПП для оптимального управления КОНг) выбора наивыгоднейшей очередности и состава отключаемых ПП при дефиците мощности в ЭЭС по условию минимума суммарных дополнительных издержек по всем отключаемым потребителям с учетом их предельных возможностей;
— 15 д) учета неполноты информации по некоторым параметрам, ха-рактеризирующих дефицитное состояние ЭЭС при оптимизации состава отключаемых ПП, т. е. распределении отключаемой нагрузки.
Основные методические вопросы, разрабатываемые в данной работе, и практическое их приложение для выбора оптимального состава отключаемых Ш в виде блок-схемы приведены на рис. I.
В плане практической реализации разработанные алгоритмы и программы использованы для получения графиков наивыгоднейшего распределения отключаемой нагрузки между ПП с условием сохранения у них плановых заданий и договорных обязательств по поставке продукции смежникам при различных параметрах дефицитного состояния в Карагандинской ЭЭС.
Использование экономически обоснованных графиков разгрузки ПП в зоне Карагандинской ЭЭС позволит получить в народном хозяйстве экономический эффект порядка 1000 тыс. рублей в год за счет ранжировки отключаемых потребителей по возрастанию дополнительных издержек производства. Акт внедрения приведено в приложении 2. а) Методология — разработка алгоритмов и программ для ЭВМ разработка методов моделирования 1 промышлеиного предприятия (ПП).
Разработка методов определения предельных параметров КОН ПП по условию сохранения графика поставки продукции смежникам: ]//7р=/Сг).
Разработка методов минимизации дополнительных издержек ПП, связанных с КОН:
14 = ГТ? 6 п.^ |.
Разработка методов стандартизации показателей ПП: а) — и^/С V, -с) ~.
Разработка методов выбора оптимального состава отключаемых ПП за счет наивыгоднейшего распределения отключаемой нагрузки (РОН) между ниш X.
Разработка методов учета неполноты информации по параметрам дефицитного состояния в ЭЭС при оптимизации РОН б) Практическое приложение.
Обследование конкретных ПП: а) выявление регулируемых электроприемников — б) определение внутренних резервов по производительности и объемов накопителей — в) определение составляющих дополнительных издержек производства.
Определение предельных возможностей ПП X.
Оценка минимальных дополнительных издержек производства М=тсп т.
Построение стандартизованных зависимостей: а) !/&bdquo-р =/Сг) ;
Выбор оптимального состава отключаемых ПП при дефиците мощности в ЭоС.
Получение графиков разгрузки промышленных потребителей при дефиците мощности в ЭЭС.
Рис. 1 Задачи выбора оптимального состава отключаемых ПП в условиях дефицита мощности в концентрированной ЭЭС.
— 122 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты работы.
1. Как известно, конечной задачей функционирования ЭЭС является бесперебойное и качественное электроснабжения потребителей. Однако имеется целый ряд факторов, делающих временные ограничения электропотребления объективно реальными, а в ряде случаев — целесообразными. Так, отказы в работе энергооборудования ЭЭС подчиняются объективным статистическим закономерностям, а это значит, что рано или поздно возникают КОН потребителей электроэнергии. Одной из причин временного ограничения электропотребления является создавшаяся в последние годы в различных регионах страны напряженность энергетического баланса и трудности покрытия пиков нагрузки. Относительно новым элементом в вопросах экономики КОН потребителей являются довольно жесткие требования АЭС к режиму нагрузки в период ее ночного провала.
2. Несмотря на то, что время от времени приходится отключать часть нагрузки тех или иных ПП, на практике ограничения их электроснабжения проводятся без проверки выполнимости потребителями своих плановых заданий по выпуску целевой продукции, без достаточного технико-экономического обоснования очередности, глубины и продолжительности их отключения. И в методическом плане отсутствуют разработки, позволяющие определить такие параметры ограничения электроснабжения отдельных ПП и выбрать такой состав отключаемых потребителей, при котором у них сохраняется возможность выполнения планового задания и учитываются интересы смежников, т. е. не нарушается договорные обязательства по поставкам.
3. В данной работе ставилась задача разработки методов технико-экономического обоснования параметров ограничения электроснабжения (глубины отключаемой мощности, очередности, продолжительности КОН) действующих ПП при временном дефиците мощности в ЭЭС, Предпосылкой для этого является выполнение следующих основных условий:
— при возникновении дефицита мощности в ЭЭС должны отключаться только такие электроприемники ПП, отключение которых приводит лишь к временному снижению производительности предприятия, но не к поломке оборудования, браку и порче продукции и т. п. Для этого в схеме внутреннего электроснабжения необходимо предусматривать возможность независимого отключения электроприемников, выделенных в объект регулирования;
— график поставки целевой продукции смежникам не должен быть сорван, чего можно достичь за счет частичного складирования продукции ПП (или отдельного технологического звена);
— плановые задания ПП, несмотря на периодические КОН, должны выполняться. Необходимой предпосылкой выполнения этого условия является наличие резервной производительности.
Таким образом, при кратковременном отключении электроприемников ПП, выделенных для регулирования, сохранение графика поставки целевой продукции смежникам обеспечивается за счет сработ-ки запаса готовой продукции или полуфабрикатов из накопителей. А выполнение планового задания (несмотря на КОН) осуществляется за счет привлечения внутренних резервов по производительности, т. е. в бесперебойный период заполняются накопители.
4. Поскольку объемы накопителей, величины резервной производительности у действующих энергоемких ПП ограничены, то они и определяют возможности участия данного потребителя в КОН, т. е. его предельные регулирующие способности. Поэтому в работе разработан алгоритм и составлена программа для ЭШ, позволяющая при заданной величине отключаемой мощности у ПП определить предельное время сохранения графика поставки производимой им продукции смежникам.
5. Любое вмешательство в сложивщийся режим электропотребления действующего ПП, как правило, сопряжено с увеличением эксплуатационных издержек производства и состоят из различных составляющих. В работе описана структура дополнительных издержек, связанных с КОН потребителя. Для оценки этих издержек разработана экономико-математическая модель, на основе которой составлена программа. Такие модели и программы разработаны применительно к ПП с одним и двумя регулируемыми технологическими звеньями.
6. Поскольку в качестве объекта КОН рассматриваются действующие ПП, то, естественно, их технико-экономические показатели не мо1^т оставаться постоянными длительное время. Это свидетельствует о том, что показатели ПП, передаваемые в ЭЭС для определения степени его участия в КОН, время от времени должны корректироваться. В связи с этим для того, чтобы каждый раз в ЭЭС не передавать детальную информацию о состояний каждого ПП, разработаны алгоритмы и составлены программы построения стандартизованных зависимостей, описывающие предельные регулирующие способности и дополнительные издержи от КОН и их параметров. Стандартизация достигается за счет того, что в любом случае предельные регулирующие способности и дополнительные издержки представляются одними и теми же аналитическими зависимостями, а это значит, что все возможные изменения показателей ПП отражаются только на величине коэффициентов описывающих зависимостей.
7. В общем случае дополнительные издержки зависят как от типа (технологических особенностей) ПП, так и от параметров КОН, и, кроме того, у различных потребителей отличаются предельные регулирующие способности. Следовательно, при возникновении каждого дефицитного состояния в ЭЭС должна решаться технико-экономическая задача оптимального распределения отключаемой нагрузки (РОН) между ПЛ. Поэтому разработаны методы и программа оптимального РОН между ПП (выделенных для КОН) в концентрированной ЭЭС. Алгоритмы РОН разработаны для двух случаев. Простейший случайранжировка ПП по возрастанию удельных дополнительных издержек с учетом предельных возможностей потребителей по условию сохранения графика поставки продукции смежникам. Второй алгоритм РОН учитывает нелинейность зависимости дополнительных издержек производства от глубины отключаемой нагрузки потребителя.
8. В свою очередь, параметры дефицитного состояния в ЭЭС.. могут случайным образом принимать самые различные значения, т. е. они заранее не могут быть известны. Поэтому при оптимизации РОН между ПП возникает необходимость учета неполноты информации по параметрам КОН. В работе разработаны методы, алгоритм и программа определения расчетной длительности отключения ПП при оптимизации РОН в условиях неполноты информации по продолжительности дефицитного состояния ЭЭС. С помощью этой программы можно найти такое расчетное время отключения ПП, реализация которого при оптимизации РОН дает минимальные экономические потери (экономический риск). Также составлена программа определения наивыгоднейшего объема сработки запасов накопителей у каждого ГШ при двух взаимосвязанных КОН.
9. С помощью разработанных алгоритмов и программ для ЭШ проведен. ряд исследовательских расчетов, преследовавших различные цели. Например, оценка влияния времени выхода на нормальный режим технологического оборудования (после окончания КОН) на предельную регулирующую способность ПП, оценка влияния различных сочетаний исходных технико-экономических показателей ПП на уровень нелинейности зависимости дополнительных издержек от параметров КОН и т. д. В плане практической апробации эти алгоритмы и программы использовались для расчетов графиков разгрузки потребителей на примере одной из ЭЭС Казахстана (Карагандинской ЭЭС), выполненных в рамках хоздоговорной работы. Использование экономически обоснованных графиков разгрузки ПП в зоне Карагандинской ЭЭС позволит получить в народном хозяйстве экономический эффект порядка 1000 тыс. рублей в год, не говоря о сохранении плановых заданий, нарушение которых нельзя объективно оценить.
Задачи дальнейших исследований.
Проведенные исследования было бы целесообразно развивать в следующих направлениях: а).уточнение технико-экономических показателей конкретных ПП, т. е. задачи информационного характераб) дальнейшего развития методов технико-экономического обоснования КОН, т. е. задачи программно-алгоритмического характерав) создание систем автоматического управления нагрузкой ЭЭС на базе энергоемких ПП, т. е. задачи в плане автоматизации КОНг) расширение диапазона регулируемости нагрузки энергоемких ПП, т. е. задачи, связанные с реконструкцией конкретных ПП.
1. Задачи информационного характера домны сводиться к выявлению объективных возможностей каждого конкретного ПП для участия в КОН. Для этого необходимо более углубленное изучение технологических особенностей ПП с целью определения нагрузочных характеристик оборудования, составляющих дополнительных издержек производства и т. д. Поскольку решение таких задач связано с широким обследованием ПП различных отраслей промышленности, то здесь, очевидно, необходимо привлечение специалистов этих ППэнергетиков, технологов, экономистов.
2. Методические задачи, т. е. программно-алгоритмические вопросы, должны включать дальнейшее совершенствование и развитие методов: а) определение предельных регулирующих способностей ПП в плане учета реальных графиков поставки продукции смежникам. На данном этапе исследований это обстоятельство принято средней величиной. А учет реальных графиков дал бы возможность увеличения степени регулируемости ППб) построение экономико-математических моделей ПП, включающих более двух (последовательных и параллельных) регулируемых технологических звеньев производствв) объективную оценку дополнительных издержек производства с учетом зависимости отдельных их составляющих от параметров КОН, от режима использования внутренних резервов по производительности, от нагрузочных характеристик оборудования при наборе номинальной производительности и т. д.- г) наивыгоднейшее распределение отключаемой нагрузки между ПП. Здесь важной задачей является вопросы учета целочисленноети отключаемых электроприемников ПП, зависимости дополнительных из.
— 128 держек не только от глубины отключаемой мощности, но и от продолжительности КОН, Серьезными задачами при оптимизации РОН является также дальнейшее развитие методов учета неполноты информации в плане учета функции распределения по тем или иным параметрам дефицитного состояния в ЭЭС, учет большего числа взаимосвязанных КОН и т. д.
3, Разработанные методические положения и программно-информационные комплексы и дальнейшее их развитие должны быть элементами системы автоматического управления нагрузкой ЭЭС на базе специально подготовленных энергоемких ПП.
В работах Казахского НЖ энергетики /2,17,87,88/ изложены основные функции и задачи такой системы на различных иерархических уровнях. На самом высоком иерархическом уровне (ОЭЭС) должна решаться задача оптимального РОН между ЭЭС и, соответственно, выдача «заданий» более низким уровням иерархии, которые, в свою очередь, должны передавать «наверх» исходную информацию о «цене» КОН и предельных возможностях ПП по условиям сохранения плановых заданий, в частности, графика поставки продукции смежникам.
Для создания системы автоматического управления нагрузкой ЭЭС важным и весьма актуальным вопросом является проведение серьезных исследований, инженерных и опытно-конструкторских работ в плане создания средств автоматики35, позволяющих централизованно управлять как экстренным сбросом, так и набором нагрузки с технико-экономических позиций. Следует отметить, что исследования в таком плане у нас в стране /89−97/ и за рубежом /98−103/.
Функции этой автоматики будут, очевидно, во многом смыкаться с традиционными функциями АСУ ТП предприятий. Однако, такая автоматика в отличие от АСУ ТП должна учитывать и специфические задачи, связанные с КОН, например, возможность скорейшего набора нагрузки электроприемника после окончания дефицитного состояния в ЭЭС и др. ведутся в основном в направлении создания автоматизированных систем учета и контроля электропотребления ПП.
4. Весьма актуальным является вопрос о расширении диапазона регулируемости нагрузки потребителей, поскольку у эксплатируемых ПП величины внутренних резервов и возможности складирования продукции (полуфабрикатов) ограничены. Иное дело в условиях проектирования. В принципе может быть поставлена и решена задача о выборе у ПП объема и числа накопителей, параметров технологических резервов, призванных в бесперебойный период заполнять накопители.
Ввод технологических резервов у энергоемких ПП могут дать большой народнохозяйственный эффект. Это объясняется тем, что в электроэнергетике складирование продукции (электроэнергии) принципиально невозможно и, следовательно, на каждый МВт мощности,. вышедшей в аварию, нужно иметь (чтобы избежать КОН) МВт резерва. В отличие от ЭЭС у целого ряда ПП складирование продукции осуществляется самым элементарным образом, а поскольку время наработки на отказ, как правило, значительно больше времени отключения (когда продукция не производится и расходуется со склада), то восполнить эту временно невыработанную продукцию можно за счет небольшого технологического резерва.
Следует отметить, что Госстрой СССР, рассмотрев рекомендации Всесоюзного НТС по промышленной энергетике (Ташкент, 1976 г.), принял решение3*, обязывающее проектные организации при проектировании и строительства энергоемких ПП разрабатывать варианты технологических процессов с различной степенью работы в режиме регулирования электропотребления за счет ввода дополнительных резервов. В свою очередь, выбор параметров накопителей и резервов сущес-. твенно усложняют задачи моделирования промышленных потребителей.
Письмо Госстроя СССР от 06.07.78 г. Ш АБ — 3003 — 20/4.
