РАЗДЕЛ 2
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ оптимизации режимов электрических СЕТЕЙ с учетом
факторов риска и НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
2.1. Обоснование выбранного направления
В электроэнергетике, в последние годы все большее внимание уделяется постановке
и решению оптимизационных задач [32-34]. Это объясняется усиливающимся
стремлением к экономии материальных, трудовых и финансовых ресурсов.
Режимы РС городов характеризуются их структурой и параметрами в каждый момент
времени. Определение параметров режима РС в общем виде предтставляет достаточно
сложную и трудоемкую задачу, связанную с необходимостью многократного решения
систем нелинейных алгебраических уровнений высокого порядка, описывающих
установившиеся процессы в РС
. (2.1)
где m – число нагрузочных узлов РС; - элемент матрицы собственных и взаимных
проводимостей; - узловая полная мощность; -напряжение в j-ом узле; - значение
обменной мощности и напряжения в i-ом узле.
Кроме того необходимо обеспечить выполнение ограничений по активной и
реактивной мощностям Pi, Qi, напряжению в узлах , току и мощности протекающих
по линиям Ii, Pi, путем задания неравенств вида:
. (2.2)
Решение (2.1) в обшем виде вызывает значительные трудности вычислительного
характера, связанные с поиском за ограниченнное время на достаточно широком
множестве допустимых решений. Поэтому, при решении оптимизационных задач на
интервалах с большим периодом обращения информации принимается ряд
идеализирующих допущений, в определенной степени упрощающих их решение. К числу
таковых относится неизменность нагрузок в течение расчетного периода,
постоянство стоимостных и технико-экономических показателей оборудования и
линий, а также цен на топливо и электроэнергию, требования к надежности и
качеству электроснабжения. В этих условиях выбор параметров режима сетей на
интервалах с большим периодом обращения информации не в состоянии обеспечить
минимум суммы приведенных затрат в связи со значительным отличием реальных
условий от идеальных. Поэтому при решении задачи на больших временных
интервалах необходимым является учет изменения нагрузки и стоимостных
показателей сети на основе прогноза изменения этих показателей на
рассматриваемом интервале. Это достаточно сложная задача, решение которой, как
правило, требует учета самых разнообразных связей.
Понятно, что для решения конкретной технической задачи невозможно, и
нецелесообразно учесть все связанные с ней факторы. Таким образом, налицо
формальное противоречие между объективно существующим бесконечным количеством
связей рассматриваемой подсистемы с другими системами и конечным объемом
знаний, с помощью которого можно получить решение задачи, удовлетворительное с
точки зрения практики.
Важной причиной, оправдывающей постепенное усложнение оптимизационных задач
является то, что усложнение постановки задачи с учетом дополнительных факторов
приводит к повышению абсолютного эффекта, получаемого при реализации наилучшего
решения, то есть к дополнительной экономии ресурсов.
Рассмотрение простейших оптимизационных электроэнергетических задач
свидетельствует о том, что эффективность принимаемых решений нельзя достаточно
полно охарактеризовать с помощью только одного критерия. При решении
практических задач рассматриваются, как правило, несколько качественно
различных ресурсов. Поэтому оптимизационные задачи энергетики принципиально
являются многокритериальными, причем ряд показателей иногда не всегда поддается
количественной оценке. Это, в частности, относится к учету многих экологических
факторов, например, “теплового загрязнения” биосферы электростанциями, ущерба
от неправильно спроектированных водохранилищ ГЭС и т.п. Важным обстоятельством
обуславливающим неизбежность многокритериального подхода является и то, что при
решении оптимизационных электроэнергетических задач наиболее часто критерием
эффективности служит величина приведенных затрат (или сумма приведенных затрат
и ущербов от “ненадежности” электроснабжения и ухудшения качества
электроэнергии). Однако, расчеты по минимуму приведенных затрат имеют
сравнительно невысокую “разрешающую способность” и при их разнице в 10-15%
сравниваемые варианты рассматриваются как практически равноценные. В этих
случаях для окончательного выбора наилучшего решения необходимо привлечение
дополнительных критериев.
В то же время несмотря на очевидность многокритериального характера
энергетических задач, до последнего времени они, как правило, рассматривались
как однокритериальные. Это объясняется отсутствием объективных методов решения
многокритериальных задач. Единственным разумным решением таких задач,
по-видимому является выбор, основанный на компромиссе.
В настоящей работе, приведение многокритериальной задачи к однокритериальной,
осуществлено путем свертывания частных критериев эффективности fi в один
суммарный критерий F использованием выражения вида:
, (2.3)
где n - количество частных критериев;
гi - весовые коэффициенты, зависящие от особенностей задачи.
Однако, несмотря на постоянное совершенствование системы ценообразования и
другие меры, многокритериальность – не единственное следствие усложнения
оптимизационных задач, приводящее к неизбежному привлечению неформальных
процедур. К этому приводит и другое следствие – введение в задачу таких
параметров, информация о которых носит неопределенный характер. Поэтому решение
задачи оптимизации режимов РС городов и ПП неизбежно включает субъективные
моменты,
- Київ+380960830922