Характеристика задачи

Состав работающих агрегатов в значительной мере предопределяет экономичность и надежность системы.

Неравномерность графиков нагрузки системы делает целесообразным, а иногда и необходимым, периодические остановки агрегатов при снижении нагрузки и включения при увеличении.

Включение в работу определенных агрегатов влияет на величину и размещение резервов системы, на режим электрической сети, на перетоки по межсистемным линиям электропередачи, на расход топлива системы и др. Поэтому задача относится к числу важнейших.

В общем случае для системы, включающей т гидростанций и k тепловых станций, задача заключается в том, чтобы определить для каждого расчетного интервала времени общего периода оптимизации Т состав агрегатов, моменты пуска и остановки агрегатов, распределение нагрузки между ними, обеспечивающее минимум эксплуатационных затрат и выполнение всех ограничений по надежности. На решение задачи влияют энергетические характеристики и пусковые расходы агрегатов, вид, сорт и стоимость топлива на ТЭС, ограничения по стоку на ГЭС, потери мощности, ограничения в электрических сетях, ограничения на комбинации работающих агрегатов и ряд других.

Такая задача является нелинейной, целочисленной и многоэкстремальной. Кроме того, она имеет очень высокую размерность. Если на станциях системы имеется п агрегатов и каждый из них может быть либо включен, либо отключен, то все множество вариантов для работы с любой мощностью составит 2 ⁿ. Чтобы получить решение, приходится сравнивать много возможных вариантов, причем при сравнении распределение нагрузки между агрегатами должно быть оптимальным.

Если методы и алгоритмы наивыгоднейшего распределения нагрузки хорошо разработаны, то выбор состава агрегатов пока еще производится приближенно. Объясняется это тем, что для решения таких задач регулярный математический аппарат не подходит.

Нельзя состав агрегатов выбирать непосредственно с использованием метода неопределенных множителей Лагранжа, так как изменение числа работающих агрегатов является дискретным и характеристики станции при этом меняются скачком. Можно использовать метод динамического программирования, но только для числа агрегатов в системе не больше 20-30. Есть и другие методы, но все они не пригодны для общего случая. Основная трудность расчетов заключается в том, что нет достаточно общих методов для организации вариантного анализа различных составов. Все существующие методические приемы являются приближенными.