Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электрические станции, сети и системы

Диссертационная работа:

Останин Андрей Юрьевич. Модели и методы перспективного развития электрических сетей объединенных энергосистем : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02 / Останин Андрей Юрьевич; [Место защиты: Новосибирский государственный технический университет].- Новосибирск, 2010.- 187 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Задачи перспективного развития объединенной энергетической

системы с учетом современных условий 11

1.1. Энергетика в общей хозяйственной структуре государства и
перспективы ее развития 11

  1. Методологические принципы решения задач перспективного развития энергетики 18

  2. Программно-целевой подход куправлению 21

  3. Особенности моделирования задач развития электроэнергетических систем в России 23

  4. Методы решения многокритериальных задач и риски решений 27

  5. Общие положения по прогнозированию 29

1.7. Выводы 38

Глава 2. Методические принципы разработки моделей прогнозирования
электропотребления и мощности нагрузки при перспективной деятельности
электроэнергетических систем 40

  1. Роль прогнозов и принципы их разработки 40

  2. Моделирование процессов электропотребления и характерных параметров нагрузки с целью получения прогнозов с перспективой 1...5 лет 44

  3. Примеры прогнозов, полученные с использованием временных моделей 48

  4. Примеры, полученные с использованием факторных моделей 55

  5. Моделирование перспективных графиков нагрузки 61

2.6. Выводы 65

Глава 3. Модели и методы решения задач перспективного развития
электрических сетей объединенной энергосистемы 67

3.1. Виды проектов развития 67

  1. Моделирование задач расчета режимов электрических сетей при перспективных решениях 78

  2. Эквивалентирование сетей по потерям мощности структурных единиц ОЭС 89

  3. Эквивалентирование схемы ОЭС Сибири 94

  4. Использование прогнозов электропотребления и максимальной мощностей с перспективой на 5 лет при проектировании сети 102

  5. Гипотетическая схема электрических сетей ОЭС Сибири при прогнозировании их развития на 10 лет 104

  6. Выводы 112

Глава 4. Влияние рисков и неопределенности на программы развития
энергетики 113

  1. Общие положения по оценке рисков 113

  2. Методические рекомендации по перспективным оценкам рисков 119

  3. Методика выявления факторов риска при составлении прогнозов электропотребления на 5-20 лет 129

  4. Методика определения рискообразующих факторов прогноза электропотребления с использованием экспертного анализа 132

  5. Результат экспертного отбора факторов риска 139

4.6. Выводы 146

Глава 5. Принципы применения компьютерных технологий при решении
перспективных задач развития энергетики 148

  1. Необходимость развития результатов, полученных в диссертации, на основе компьютерных технологий 148

  2. Алгоритмизация задачи расчета режимов ОЭС при перспективном планировании 151

  3. Основные положения разработки стратегической базы данных для прогнозирования энергетических балансов в объединенной электроэнергетической системе ОЭС 152

  4. Выводы 165

Заьслючение 166

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 170

Приложения 186

Введение к работе:

Актуальность работы. Развитие энергетики является важнейшей задачей государства. Россия относится к числу государств, в которых есть много внутренних и внешних причин, делающих эту проблему чрезвычайно важной и актуальной для настоящего и будущего ее положения.

Известно, что после смены экономической формации, в России произошло большое снижение производственного потенциала, примерно на 50%. Образовавшиеся резервы мощности в энергетике, явились причиной того, что за последние 15 лет развитие энергетики шло чрезвычайно низкими темпами. В настоящее время проблема развития энергетики для России стала полномасштабной. Моральный и физический износ основных фондов на энергетических предприятиях составляет сейчас 40...70%. Если не обеспечить интенсивное развитие энергетики, то возникает угроза нарушения энергетической безопасности государства.

В настоящее время принята программа развития на 20 лет для государства, разрабатываются программы для регионов и отдельных предприятий. Программа - это только цели развития, а для достижения этих целей нужны конкретные разработки задач и проектов.

В диссертации рассматривается объект - объединенная энергетическая система (ОЭС), для которого многие вопросы не решены и требуется создание моделей и методов расчета конкретных задач, связанных с развитием энергетики.

Все расчеты в работе выполняются на примере ОЭС Сибири, которая является крупным, территориальным сетевым предприятием России и имеет много индивидуальных особенностей. Во многих работах выполненных к настоящему времени по развитию энергетики, например, докторов технических и экономических наук Н.И. Воропая, А.С. Некрасова, В.Р. Окорокова, В.В. Бушуева, А.А. Макарова и др., отмечается, что именно для отдельных

предприятий энергетики наблюдается недостаток научных и инженерных разработок. Для ОЭС актуальность таких работ бесспорна.

Цель и задачи работы. Целью работы является разработка принципов, моделей и методов перспективного развития электрических сетей ОЭС Сибири с учетом программы развития электроэнергетики России на перспективу до 20 лет.

Основными целями исследования являются:

  1. определение принципов применения имеющихся научных и практических разработок по перспективным проблемам развития электроэнергетики к ОЭС с учетом общих особенностей этого объекта;

  2. разработка формальных математических моделей и методов для решения основных задач развития электрических сетей ОЭС с модификацией их по перспективным срокам. Это позволяет применять компьютерные технологии;

  3. разработка методики учета неопределенности как объективного фактора природы и общества, влияющего на развитие, и определения рисков решений по развитию электроэнергетики;

  4. разработка принципов и алгоритмических схем решения перспективных задач развития ОЭС на основе применения компьютерных технологий и интерактивного режима принятия решения.

Для достижения поставленной г^ели решены следующие задачи.

  1. Выявлены требования и особенности расчетов режимов электрических сетей ОЭС в перспективе в контексте программ развития энергетики России.

  2. Разработаны модели и методы прогнозирования электропотребления, графиков нагрузки и характерных параметров мощности, которые являются базовыми для технического проектирования развития электрических сетей.

  3. Разработаны модели и методы расчета режимов и параметров электрических сетей, базирующихся на различных целях перспективы на один

7 год, 5, 10 и 20 лет. В них используются ряд предложений, отражающих особенности ОЭС Сибири.

  1. Разработаны теоретические основы учета неопределенности и рисков в задачах развития энергетики. Особое внимание уделено выявлению и оценке рискообразующих факторов.

  2. Рассмотрен ряд вопросов алгоритмизации и компьютеризации поставленных задач.

Объектом исследования является ОЭС Сибири. Особенностью данного объекта является управление оптовым рынком на большой территории России, наличием 8 дефицитных региональных энергетических систем (РЭС),, трех избыточных энергосистем с большой долей гидроэлектростанций (ГЭС) - до 50% электропотребления, наличием международных связей и связей с другими ОЭС России. Все это влияет на модели и методы проектирования сетей.

Предметом исследования являются принципы, модели и методы развития электрических сетей ОЭС для различных перспективных сроков с учетом: программы развития энергетики России в зоне ОЭС Сибири, требований оптового рынка электроэнергии и мощности единой энергетической системы (ЕЭС) и региональных рынков энергосистем.

Методы исследования. В работе используются различный математический аппарат: методы статистического анализа информации, методы моделирования процессов энергетических параметров системы с использованием временных рядов; аппарат регрессионного анализа; имитационные методы проведения вычислительных экспериментов с учетом изменчивости исходной информации; методы экспертного анализа.

Широко используются современные вычислительные инструментарии компьютерных средств: промышленная программа расчета нормальных режимов систем, программы пакта Statistic (линейное программирование, эконометрика, статистический анализ), пакет MS Excel, официальные методики выполнения расчетов по управлению режимами ЭЭС.

Достоверность. Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы приведенными теоретическими положениями, экспериментальными расчетами, тестированием для реальных условий, опытом применения полученных результатов в практике, апробацией результатов на конференциях и семинарах. Результаты внедрены в практику, о чем имеются два акта внедрения.

Научная новизна работы. Научным результатом данной работы является:

  1. Принципы и методы расчета режимных параметров электрических сетей взаимосвязанные для перспективы один год, 5, 10, 15 и 20 лет.

  2. Модели и методы получения прогнозов электропотребления, мощности нагрузки и графиков нагрузки, которые необходимы для инвестиционного, технического и коммерческого перспективных проектов развития электрических сетей.

  3. Системы моделей для расчетов режимов и параметров электрических сетей, модифицированные по срокам и целям.

  4. Принципы учета рисков при прогнозировании электропотребления и выборе технических решений на перспективу.

5. Схемы компьютеризации перспективных расчетов.
На защиту выносятся следующие основные результаты:

  1. Принципы перспективных расчетов развития сетей ОЭС.

  2. Модели прогнозирования электропотребления и мощности, определяющие перспективные решения на один год, 5, 10 и 20 лет.

  3. Принципы расчетов основных параметров электрических сетей, базирующиеся на развитии традиционных подходов и на энергетических балансах мощностей ОЭС, имеющих различную структуру.

  4. Специальные методы эквивалентирования электрических сетей.

  5. Методика выявления рискообразующих факторов и их количественная оценка на основе экспертного анализа.

9 Практическая полезность и реализация результатов работы.

  1. Определены факторы, влияющие на инвестиционные, технические и коммерческие проекты выбора перспективных решений по развитию сетей ОЭС. Они развивают и дополняют официальные методики, по которым в настоящее время выполняются расчеты.

  1. Выполнены экспериментальные расчеты, подтверждающие правомочность предлагаемых методов расчета сетей и позволяющие использовать такие методы в практике.

  2. Получен состав и числовые оценки рискообразующих факторов, которые позволяют оценивать риски прогнозов электропотребления.

  3. Предложены схемы компьютеризации расчетов, которые могут быть полезны при полномасштабном проектировании автоматизированных расчетов.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует п. 6 «Разработка методов математического и физического моделирования в электроэнергетике», п. 7 «Разработка методов расчета установившихся режимов, переходных процессов и устойчивости электроэнергетических систем» и п. 10 «Теоретический анализ и расчетные исследования по транспорту электроэнергии переменным и постоянным током, включая проблему повышения пропускной способности транспортных каналов» паспорта специальности 05.14.02 - «Электрические станции и электроэнергетические системы».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Автоматизированных электроэнергетических систем» и кафедры «Систем управления и экономики энергетики» Новосибирского государственного технического университета (ГОУ ВПО НГТУ), на международной научно-технической конференции «Энергосистема: Исследование свойств, Управление, Автоматизация», на рабочих совещаниях в Филиале ОАО «СО ЕЭС» и в «Объединенном диспетчерском управление энергосистемами

10 Сибири», на конференции «Перспективы развития электроэнергетики Сибири и роль ОАО «СО ЕЭС» в обеспечении надежности ее функционирования», в трудах которой опубликована статья: Останин А.Ю. Модели и методы расчета режимов и параметров электрических сетей при перспективном развитии объединенной энергосистемы / А. Г. Русина, А.Ю. Останин // Перспективы развития электроэнергетики Сибири и роль ОАО «СО ЕЭС» в обеспечении надежности ее функционирования: сборник докладов конференции. -Кемерово, 2009. - С. 54 -59.

Публикации. Результаты диссертационного исследования отражены в семи публикациях, из них четыре научные статьи, входящие в перечень рецензируемых ведущих изданий, рекомендованных ВАК РФ, две публикации в сборниках научных трудов НГТУ, одна в рецензируемом журнале.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, состоящего из 148 наименований, и приложений. Работа содержит 185 страниц основного текста, в том числе 57 рисунков и 19 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net