Библиографическое описание:РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ВНУТРИСТАНЦИОННОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ КРАТКОСРОЧНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ГЭС : научное издание / С. В. Митрофанов [и др.]. - Текст : непосредственный // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2021. - Т.13, №3. - С. 156-167. - ISSN 2072-6007.
Аннотация:ЦЕЛЬ. Рассмотреть особенности функционирования каскада гидроэлектростанций. Разработать программный модуль оптимизации числа, состава и степени загрузки гидроагрегатов на электростанции. Оптимальный режим работы оборудования в составе гидроэлектростанции позволит обеспечить требуемое качество электроэнергии в пиковой части графика нагрузки и повысит экономичность работы станции. Задача неравномерной загрузки гидроагрегатов актуальна при возникновении отличий в параметрах оборудования, расходных характеристиках или неравномерном физическом износе элементов ГЭС. Для повышения качества оптимизации требуется верификация параметров агрегатов и их расходных характеристик. МЕТОДЫ. В статье приведен анализ методов внутристанционной оптимизации состава гидроагрегатов, представлены основные критерии, режимные и технологические ограничения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Предложена математическая модель, описывающая взаимосвязь параметров, технологических и системных ограничений, а также методов однокритериальной оптимизации режимов работы основного силового оборудования гидроэлектростанции. На их основе разработан алгоритм поиска наилучших вариантов числа состава и степени загрузки гидроагрегатов по критерию максимума КПД станции. Предложенный алгоритм реализован в виде программного модуля на языке Matlab. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Алгоритм реализован на примере Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса, который включает две станции в каскаде. Программный модуль включает три варианта оптимизации загрузки гидроагрегатов: оптимизация мгновенных значений, оптимизация на суточном интервале и оптимизация на суточном интервале с ограничением на количество операций пуска-останова. Повышение КПД за счет оптимизации режимов работы оборудования может экономить до 10-15% расхода воды через гидроагрегаты ГЭС, что приведёт к существенной экономии гидроресурсов и снижению себестоимости выработки электроэнергии на станции.
THE PURPOSE. It is necessary to investigate the features of the hydroelectric power plants cascade operation. Furthermore, it is required to develop a software module for optimizing the unit commitment and loading of hydro units at a hydropower plant. The optimal operating conditions of the hydropower plant equipment will ensure the required power quality in the peak area of the load schedule and increase the efficiency of the power plant. The problem of uneven loading of hydro units is relevant because of differences in equipment parameters, flow characteristics or uneven physical wear of hydropower plant elements. To improve the quality of optimization, it is required to verify the hydro unit parameters and their flow characteristics. METHODS. The paper analyzes the methods of intra-plant optimization of unit commitment and presents the main optimization criteria, operational and technological constraints. RESULTS. The paper proposes the mathematical model describing the relationship of parameters, technological and system constraints, as well as methods of single-criterion optimization of operating conditions of the primary power equipment of a hydropower plant. Based on these models, the algorithm was developed to search for the best variants of hydro unit commitment and the degree of their loading according to the criterion of the HPP maximum efficiency. The proposed algorithm was implemented as a software module using the MATLAB programming language. CONCLUSION. The algorithm was verified using the Sayano-Shushensky hydropower complex that includes two plants in a cascade. The software module provides three options for optimization: optimization of instantaneous values, optimization on a daily interval, and optimization on a daily interval with the constraint on the number of start-stop operations. Increasing the efficiency by optimizing the operating conditions of the equipment can save up to 10-15% of the water flow rate through hydro units of the HPP that will result in considerable savings in hydro resources and reduction of the cost of electricity generation at the HPP.
