Оперативная, краткосрочная и долгосрочная оптимизация графиков работы распределенных энергоресурсов в локально районированной энергосистеме
24.10.2016

Оперативная, краткосрочная и долгосрочная оптимизация графиков работы распределенных энергоресурсов в локально районированной энергосистеме

В данной статье определяются,  декомпозируются и описываются основные принципы определения стратегии оптимального управления районированной энергосистемой (оперативная, краткосрочная и долгосрочная оптимизация графиков работы распределенных энергоресурсов) для обеспечения координированного управления всеми распределенными энергоресурсами, минимизации затрат на топливо, закупку энергии на рынках и техническое обслуживание оборудования, повышения доходов от продажи энергии и оказания системных услуг (ценозависимое потребление, регулирование частоты и напряжения).

Введение

Одним из основных мировых трендов в электроэнергетике является постепенное сближение источников генерации и потребления с образованием энергорайонов (Microgrid), с явно выраженными границами с большой энергосистемой или вообще работающих автономно. Первая причина этого процесса – развитие малой генерации и возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые устанавливаются вблизи потребителей и встраиваются в локальную распределенную инфраструктуру. Второй причиной является существенное увеличения КПД при встречном уменьшении стоимости распределенных энергоресурсов. Так, электрический КПД современных газопоршневых агрегатов достиг 40 %, что выше КПД парогазовых блоков 800 МВт (~ 35 %), а стоимость электрохимических накопителей электрической энергии за последнее десятилетие уменьшилась на порядок. Естественно, что для эффективного функционирования  Microgrid необходимо управлять всеми представленными в ней энергоресурсами.

В принципе, функции управления могут выполнять локальные системы управления каждого агрегата, может обеспечивать дежурный инженер или диспетчер энергосистемы, однако с ростом количества объектов управления в Microgrid невозможно обойтись без высоко автоматизированной или автоматической информационно-управляющей системы. Такие системы управления должны осуществлять координированное и оптимальное управление всеми распределенными энергоресурсами, минимизируя затраты на топливо, закупки энергии на рынках и техническое обслуживание оборудования, повышая доходы от продажи энергии и оказания системных услуг (ценозависимое потребление, регулирование частоты и напряжения).

Постановка задачи

Рассмотрим локально районированную энергосистему, состоящую из множества распределенных объектов генерации, хранения, передачи, распределения и потребления электроэнергии. В каждый момент времени необходимо производство такого количества электроэнергии, которое бы покрывало текущую нагрузку и потери на передачу и распределение этой энергии. Причем у разных энергоресурсов имеется различная стоимость производства энергии в зависимости от типа агрегатов и топлива, КПД, уровня загрузки и износа оборудования и т. п. Одной из задач управления такой энергосистемой является экономическое или третичное управление – иначе говоря, оптимальное управление имеющимся в наличии оборудованием, в частном случае минимизирующее стоимость электроэнергии для потребителей при условии выполнения ряда технологических ограничений. 

Заметим, что некоторые параметры системы, необходимые для осуществления оптимизации режима, такие как расходные характеристики энергоагрегатов, параметры, характеризующие износ оборудования (например, моточасы), меняются относительно медленно, другие же, такие как коммутационный статус оборудования (в работе/выведен из работы) – быстрее, несколько раз за сутки, третьи, такие как вырабатываемая мощность, – множество раз за сутки, поскольку на принципиально непрогнозируемые отклонения балансов мощности энергосистемы необходимо реагировать в течение минут и секунд. Решение комплексной задачи предлагается декомпозировать на три уровня: оперативный, краткосрочный и долгосрочный.

Подробнее...



Поделиться:
Ещё статьи