WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Контрольные вопросы 1. К каким явлениям в реальной жизни применим закон больших чисел 2. Каково содержание понятия «случайная величина» 3. Какие два типа случайных величин принято различать 4. Перечислите способы описания случайных величин.

Каф. ЭСВТ ЭЛТИ 5. Кратко опишите способы графического представления случайных величин.

6. Для чего рассчитываются числовые характеристики случайных величин 7. С какой целью и как производится выравнивание статистических рядов 8. Какие формы представления случайных величин использовались Вами в работе Охарактеризуйте каждую из них.

9. Каким образом можно оценить качество аналитического описания статистического материала ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 3. НЕДООТПУСК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПОТРЕБИТЕЛЯМ И РЕЗЕРВ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ МОЩНОСТИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ Надежность электроснабжения является одним из факторов, который должнен учитываться при выборе оптимальной установленной мощности в энергосистемах. Совершенно очевидно, что суммарная установленная мощность генерирующих агрегатов энергосистем на любом уровне развития должна быть больше соответствующего прогнозируемого максимума нагрузки. При равенстве указанных мощностей любое отклонение мощности как агрегатов в сторону снижения, так и нагрузки в сторону увеличения приводит к дефициту мощности и недоотпуску электроэнергии потребителям. Так как такие отклонения, обусловленные случайными причинами, происходят на практике очень часто, то недоотпуск электроэнергии потребителям и народнохозяйственный ущерб, им обусловленный, могли бы быть весьма велики.

Увеличение установленной мощности генерирующих агрегатов в энергосистемах по сравнению с нагрузками, т. е. создание резерва активной мощности, приведет, с одной стороны, к повышению надежности электроснабжения и снижению ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям, а с другой стороны, потребует затрат на сооружение и эксплуатацию дополнительной генерирующей мощности на электростанциях.

Обычно различают следующие виды резерва: аварийный, ремонтный, эксплуатационный и нагрузочный. Аваpийный и peмонтный резерКаф. ЭСВТ ЭЛТИ вы предназначены для компенсации снижения генерирующей мощности системы, соответственно, при аварийном выходе из работы оборудования и при выводе его в плановый ремонт. Эксплуатационный резерв должен компенсировать неаварийное снижение располагаемой мощности электростанций и отдельных агрегатов вследствие отклонения условий эксплуатации от расчетных (номинальных). Нагрузочный резерв предусматривается на случай увеличения нагрузки по сравнению с прогнозом.

Деление резерва на отдельные виды носит чисто условный характер. Резерв мощности в системе един. Дежурный диспетчер энергосистемы при всякой потребности в резерве использует имеющийся резерв независимо от характера потребности. Это находит отражение в методах определения резерва при планировании развития энергосистем и распределения его в эксплуатационных условиях.

Все перечисленные виды резерва могут быть объединены под названием технического резерва энергетической системы. Особым видом резерва в энергосистемах является народно-хозяйственный резерв, обусловленный необходимостью обеспечения электроснабжения при перевыполнении промышленностью производственных планов, неточностью перспективного планирования потребления электроэнергии, несоблюдением в отдельных случаях намеченных сроков строительства электростанций и линий электропередачи, а также необходимостью в энергетических резервах по оборонным соображениям. Вопросы оценки потребности в народно-хозяйственном резерве в настоящей работе не рассматриваются.

Объективный подход к выбору оптимальной установленной мощности агрегатов системы или объединения систем с учетом надежности электроснабжения может быть лишь при сопоставлении затрат при повышении надежности электроснабжения с экономическим эффектом за счет снижения ущерба от перерывов электроснабжения потребителей.

Выбрать величину дополнительно устанавливаемой мощности агрегатов системы, соответствующую оптимальной степени надежности электроснабжения, т. е. оптимальный резерв мощности, можно минимизируя приведенные затраты 3 = Ен*К(dР) +И(dР) +У(dР), где К(dР) и И(dР) – дополнительные капиталовложения и ежегодные издержки в системе при установке в ней агрегатов мощностью dР, сверх необходимой по условию баланса энергии; У(dР) – математическое ожидание ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям.

Каф. ЭСВТ ЭЛТИ Оптимальная величина дополнительно устанавливаемой мощности агрегатов системы соответствует минимуму приведенных затрат на рис. 3.1. Оптимальной установленной мощности соответствует конечная, вполне определенная величина математического ожидания ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям УО вследствие дефицита мощности в системе.

Дальнейшее снижение недоотпуска электроэнергии потребителям экономически нецелесообразно, так как не окупает заРис. 3.трат на установку и эксплуатацию дополнительных генерирующих агрегатов.

При проведении расчетов, связанных с оценкой необходимой величины резерва мощности, удобно использование так называемого индекса надежности, определяемого через отношение отпущенной потребителям электроэнергии к общей потребности:

= ( Э – dЭ)/Э, где Э – годовая потребность в электроэнергии; dЭ – математическое ожидание недоотпуска электроэнергии за год вследствие дефицита мощности. Резерв считается достаточным, если 0.999.

Выбор абсолютно обоснованного резерва может быть выполнен лишь на основе минимизации приведенных затрат.



При определении математического ожидания недоотпуска электроэнергии и ущерба у потребителей должны учитываться вынужденные и плановые простои агрегатов, средние суточные графики нагрузки для рабочих дней отдельных периодов года и нерегулярные отклонения нагрузок, обусловленные случайными причинами, а также ограничения по пропускной способности межсистемных связей. Таким образом, возникновение недоотпуска электроэнергии представляет собой результат действия нескольких независимых вероятностных процессов.

Принимая в качестве отчётного периода некоторый конечный интервал времени (в энергетике чаще всего это 1 год), необходимо получить основные характеристики случайных величин, учтённых в модели возникновения недоотпуска. При этом недоотпуск как вероятностный итог сложного случайного события превышения «запрашиваемой» потребителями мощности над располагаемой мощностью энергосистемы будет определяться рядом распределения вероятностей возникновения различных по величине дефицитов.

Ниже Вам будут предложены максимально упрощенные вероятностные модели функционирования энергосистемы. Важнейшим этапом Каф. ЭСВТ ЭЛТИ решения каждой из задач является уяснение их сущности в понятиях теории вероятностей, приведенные в главе «БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И СТАТИСТИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ».

Итог этого этапа должен занимать достойное место в вашем отчёте и предварять этап изложения численных результатов реализации изучаемого Вами алгоритма, имеющего иллюстративную цель.

Результаты численных расчетов представляются обычно в форме таблиц или графиков, оформленных в соответствие с действующими правилами, и служат иллюстрациями хода решения поставленной задачи. Описание хода решения задачи сводится к кратким описаниям элементарных шагов: цели текущего шага, исходных данных, представлении результатов в какой-либо форме, сообщении о степени достижения цели.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕДООТПУСКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ МЕТОДОМ ПЕРЕБОРА КОЭФФИЦИЕНТОВ (Лабораторная работа 1) В настоящей лабораторной работе студенты знакомятся с методикой, программой, а также проводят необходимые расчеты по определению математического ожидания (среднего значения) недоотпуска электрической энергии в концентрированной системе по методу "перебора коэффициентов". Здесь под концентрированной системой понимается такая система, в которой связи между отдельными узлами не накладывают ограничений на потоки мощности в нормальных и аварийных режимах работы. Под неоднородной системой понимается система, содержащая несколько групп разнотипных генераторов, причем сам расчет производится без приведения неоднородной системы к эквивалентной однородной.

Исходными данными для расчета являются:

• количество групп идентичных агрегатов L и количество агрегатов в каждой из групп n;

• мощность, коэффициент вынужденного простоя КВ и длительность планового простоя tП(месяцев) агрегатов каждой из групп;

• суточные графики нагрузки РН(t) для рабочих дней j периодов года и длительности этих периодов tj(месяцев) и dj(дней);

• среднеквадратическое отклонение нагрузки от графиков, определяющее нерегулярные изменения нагрузки, подчиняющиеся нормальному закону распределения.

Каф. ЭСВТ ЭЛТИ 4.1. Варианты исходных данных Из приведенных ниже таблиц по заданию преподавателя выбираются несколько групп однотипных генераторов, длительности периодов года и графики нагрузки.

Таблица 4.1.

Параметры групп однотипных генераторов N Номинальная Коэффициент вы- Длительность плаn, п/п мощность РГ, нужденного про- новых ремонтов tП, шт мВт стоя КВ, о.е. мес.

1 30 50 0,008 0,2 60 40 0,008 0,3 100 30 0,012 1.4 120 20 0,012 1,5 150 10 0,012 1,6 200 10 0,016 1,7 300 10 0,016 1,8 500 10 0,02 1,9 800 5 0,02 1,Таблица 4.Параметры годового графика нагрузки системы по периодам Длительность периода Период Максимум нагрузки (о.е.) в j долях от уст.мощн. системы tj, месяцев dj, дней 1 t1 (~3) d1 (~78) 2 t2 (~4) d2 (~104) 0,3 t3 (~3) d3 (~78) 0,4 t4 (~2) d4 (~52) 0,Таблица 4.Графики нагрузки в относительных единицах (в долях от установленной мощности системы P) Часы суток 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Периоды 1 0,4 0,3 0,3 0,8 0,8 0,7 0,7 0,75 0,8 1,0 0,7 0,2 0,5 0,3 0,3 0,7 0,8 0,8 0,75 0,75 0,75 0,9 0,6 0,3 0,3 0,1 0,4 0,4 0,5 0,45 0,45 0,5 0,55 0,6 0,5 0,4 0,4 0,2 0,65 0,65 0,65 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,6 0,Каф. ЭСВТ ЭЛТИ Таблица 4.Графики нагрузки в относительных единицах (в долях от установленной мощности системы P) Часы суток 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Периоды 1 0,4 0,3 0,4 0,9 0,8 0,8 0,7 0,75 0,8 1,0 0,7 0,2 0,5 0,3 0,3 0,7 0,8 0,8 0,75 0,75 0,75 0,9 0,6 0,3 0,3 0,1 0,4 0,6 0,55 0,55 0,5 0,5 0,55 0,45 0,5 0,4 0,4 0,2 0,65 0,65 0,65 0,55 0,6 0,6 0,6 0,7 0,6 0,Значения величин расчетной мощности РО и среднеквадратического отклонения величины нерегулярных отклонений нагрузки задаются преподавателем.

4.2. Порядок проведения расчетов В настоящем разделе описывается алгоритм проведения расчетов недоотпуска электроэнергии в концентрированной неоднородной системе. Для его изучения и освоения рекомендуется использовать Excel или подобные по возможностям пакеты, например, MathCad.

Ниже приводится последовательность действий при определении недоотпуска электроэнергии.

• Рассчитываются ряды распределения коэффициентов располагаемой мощности генераторов для каждой из групп однотипных генераторов.

Ряд распредёления для i-й группы имеет вид многочлена ni PГi (ni -1)PГi (ni -2)PГi (ni -mi )PГi K + K + K +... + K +..., Г Г Г Г где ni – количество агрегатов в i-й группе; mi – отключенные агрегаты в i-й группе; ni – находящиеся в работе агрегаты i-й группы; PГi – номи(ni -mi )PГi нальная мощность агрегатов i-й группы; K – коэффициент Г (вероятность) работы генераторов i-й группы с мощностью (ni - mi )PГi, ; (ni - mi )PГi – информационный индекс.





Каф. ЭСВТ ЭЛТИ Генерируемая мощность (ni - mi )PГi – случайная величина с биномиальной функцией распределения (Приложение 4). Для расчета коэффициентов используем формулу биноминального распределения:

(ni -mi )PГi mi (ni -mi ) mi K = Cn K KВ, Г Г ni! mi mi где Cn = – биномиальный коэффициент; K – коэффициВ mi!*(ni -mi )! ент вынужденного простоя mi генераторов (справочная величина, mi – (ni -mi ) показатель степени); K – коэффициент готовности генераторов i-й Г группы в степени (n - m ).

i i • Рассчитывается ряд распределения коэффициентов для всех aгрегатов системы как произведение многочленов отдельных групп:

L ni PГi (ni -1)PГi (ni -2)PГi (ni -mi )PГi (K +K +K +...+K +...), Г Г Г Г i=где i – индекс группы n однотипных генераторов с номинальной мощностью РГi; i = 1 L.

При перемножении коэффициентов мощности, указанные в верхних индексах, суммируются. После этого коэффициенты, у которых суммарные верхние индексы оказались одинаковыми, складываются. После вычисления рядов распределения коэффициентов отдельных групп и их перемножения можно пренебречь значениями менее 1*10-5.

• Учитываются плановые ремонты агрегатов.

Ряды распределения коэффициентов располагаемой мощности отдельных групп и системы в целом рассчитаны по количеству установленных агрегатов и не учитывают того, что часть агрегатов может находиться в плановом ремонте, причем количество этих агрегатов в течение года изменяется.

Прямой учет изменения располагаемой мощности в системе за счет вывода в плановый ремонт генераторов весьма трудоёмок. Для упрощения расчетов модель реального явления возникновения недоотпуска от снижения располагаемой мощности заменяют эквивалентной по результату моделью, в которой эффект от снижения величины располагаемой мощности воспроизводится соответствующим увеличением нагрузки. В этом случае решение задачи сводится к простейшей методике определения недоотпуска.

Каф. ЭСВТ ЭЛТИ Весьма строгое решение получается при добавлении к графику нагрузки величин мощностей выводимых генераторов на время их плановых ремонтов. Для этого годовой график нагрузки с учетом сезонных колебаний предварительно модифицируется. При таком подходе возможно появление множества дополнительных периодов с новыми графиками нагрузок, что, практически, не приводит к действительному упрощению расчетов.

Значительное упрощение методики учета плановых ремонтов достигается при модификации графиков нагрузки добавлением не действительных мощностей выводимых в плановый ремонт генераторов, а некоторой расчетной мощности, определяемой по суммарному объему потребной для ремонтов всех генераторов энергии. В соответствие с этим способом выполняется следующее:

o пересчитывают коэффициенты вынужденного простоя для каждого выводимого в плановый ремонт генератора, уменьшая их в 1 – tп/раз, поскольку вывод агрегатов в плановый ремонт уменьшает вероятность их аварийного отказа;

o потребный объем энергии плановых ремонтов агрегатов распределяют по периодам года, определяя эквивалентные расчетные мощности ремонтируемых агрегатов для каждого из ремонтных периодов.

Для определения величины мощностей агрегатов, находящихся в плановом ремонте, в каждом из периодов года суммарный объем плановых ремонтов должен быть распределен по периодам года.

Объем плановых ремонтов за год определяется по формуле L VПр = PГinitПi (МВт*месяц), i=где i – индекс группы n однотипных генераторов номинальной мощностью РГi; i = 1 L; tПi – продолжительность планового ремонта ремонта генератора РНi (табл.4.1).

Распределение данного объема по периодам года производим по условию равенства сумм максимумов нагрузки и мощности агрегатов, выведенных в плановый ремонт для каждого из периодов:

P + P = const _ j ;

нмj Пj m PПjt = VПр, j j=где Pнмj – максимум нагрузки j-го периода (МВт); PПj – мощность агрегатов, находящихся в плановом ремонте в j-й период (МВт); tj – длительность j-гo периода (месяцев) ; m – количество периодов года в которые ведутся плановые ремонты.

Каф. ЭСВТ ЭЛТИ Примечание: для удобства решения задачи учитываемые периоды года сортируют по возрастанию сезонных максимумов нагрузки и присваивают номера, начиная с первого.

На первом этапе определяется количество периодов года, начиная с 1-го (максимум нагрузки наименьший), в течение которых может быть выполнен необходимый VПp. Для этого определяют значения максимально возможного VПpМакс при различном количестве периодов:

VПpМакс1 = t1 *(PНМ 2 – PНМ1);

VПpМакс1,2 = t2 *(PНМ3 – PНМ2) + t1 *(PНМ3 – PНМ1);

VПpМакс1,2,3 = t3 *(PНМ4 – PНМ3) + t2 *(PНМ4 – PНМ2) + t1 *(PНМ4 – PНМ1).

Если VПp < VПpМакс1, то весь объём плановых ремонтов может быть размещён в 1-м периоде года.

Если VПpМакс1 < VПp < VПpМакс1,2, то весь объём плановых ремонтов может быть размещён в 1-м и 2-м периодах.

Если VПp < VПpМакс1,2,3, то весь объём плановых ремонтов размещается в течение 1-го, 2-го и 3-го периодов.

Если VПp > VПpМакс1,2,3, то ремонты проводятся круглогодично.

В зависимости от количества периодов, в которых проводится плановый ремонт, количество уравнений РПj изменяется от двух в первом случае до пяти – в четвёртом.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.