Энергетическая характеристика гидроагрегета (ГА) – это зависимость расхода воды ГА от мощности ГА и величины напора столба воды. Соответственно ХОП ГА: q=f(P,H) – это относительный прирост расхода воды от изменения мощности ГА при фиксированном напоре столба воды.
Существуют ситуации, при которых режим электрическая нагрузка ГЭС определяется однозначно:
1.На ГЭС нет суточного регулирования (нет водохранилища).
2.При наличии водохранилища ГЭС рассчитана на работу в период пиковых нагрузок энергосистемы.
3. И, наконец, работа ГЭС в период паводка, когда не хватает ёмкости водохранилища, либо в период маловодного года, когда режим работы определяется требованиями судоходства, нереста рыбы и т.д.
Для всех остальных ситуаций рассмотрим задачу распределения электрической нагрузки между энергосистемой и ГЭС на примере системы, состоящей из одной ГЭС и одной ТЭС.
Критерием распределения электрической нагрузки между станциями выступает минимум расхода топлива на ТЭС за период Т – цикл регулирования ГЭС (год):
|
|
min
В качестве ограничений выступают баланс стока воды в реке за цикл регулирования ГЭС (год) и балансы электрической нагрузки в энергосистеме для каждого момента времени в течение года
; Pi∑ + ∆Pi = PiТЭС + PiГЭС;
где - расход воды на ГЭС в i -й момент времени; - расход воды на ГЭС за цикл регулирования (год); Pi∑, ∆Pi, PiТЭС, PiГЭС – соответственно, нагрузка энергосистемы, потери мощности в энергосистеме, нагрузка ТЭС и нагрузка ГЭС в i -й момент времени.
Формула Лагранжа:
Ф = + ( ) +
Для каждого момента времени цикла регулирования ГЭС берётся частная производная по нагрузке ТЭС и ГЭС и приравнивается к нулю. Для момента времени i:
Из обоих уравнений выражаем и длямомента времени i получаем соотношение:
То i при распределении электрической нагрузки должно выполняться условие:
где – относительный прирост расхода топлива на ТЭС; - относительный прирост расхода воды на ГЭС; , - соответственно, относительные приросты потерь сощности в сетях энергосистемы при изменении нагрузки на ТЭС и ГЭС; - коэффициент, выражающий топливную эффективность расхода воды на ГЭС, имеющий размерность:
По аналогии, если энергосистема состоит из m ТЭС и n ГЭС, то условие оптимальности оптимального распределения нагрузки для любого момента времени будет иметь вид:
Величина для каждой ГЭС определяется подбором. Алгоритм:
1.Прогнозируется нагрузка для каждого интервала времени цикла регулирования ГЭС.
2.Задаётся величина для каждой ГЭС и рассчитывается значение для всех моментов времени цикла регулирования ГЭС.
|
|
3.Распределяется нагрузка между станциями энергосистемы. Зная прогнозируемую электрическую нагрузку ГЭС определяется расход воды за цикл регулирования.
4. Сопоставляется рассчитанный расход воды с заданным. Если они совпадают, то задача решена. Если нет, то корректируется значение и задача решается сначала, начиная с п.2.