Введение к работе
Актуальность. Нестабильность потребления и генерации электроэнергии, постоянное изменение структуры обменных потоков мощности между регионами и ряд других факторов ослошили решение задач информационного обеспечения краткосрочного и оперативного управления электрическими режимами. В настоящее время существенно изменяются и критерии управления режимами, увеличивается вес коммерческих функций диспетчеров, что требует организации управления электрическими режимами на интервалах времени, обеспечивая прогнозирование основных параметров режима с упреждением до нескольких часов.
Базовой информацией для решения задач краткосрочного планирования и оперативного.управления являются значения нагрузок узлов расчетной схемы замещения ЭЭС. Традиционно используемые в эксплуатации и при проектировании ЭЭС методы формирования значений нагрузок узлов для моделирования электрических режимов хотя и позволяют решать все основные задачи долгосрочного планирования режимов, в то же время они не предоставляют достаточно гибкого и универсального инструмента для информационного обеспечения ряда задач управления. В первую очередь, речь идет о краткосрочном планировании и оперативном управлении электрическими режимами, включая и функции внутричасового прогноза нагрузок ЭЭС, внешних перетоков, а также энергоузлов, входящих в схему замещения сети.
Таким образом, возрастающие требования к качеству управления электрическими режимами делают актуальной разработку новых информационных технологий, обеспечивающих согласованное и эффек-
тивное управление электрическими режимами в условиях неполноты и недостаточной надежности измеряемой информации об электрическом режиме сети.
Цель работы. Разработка эффективных методов и алгоритмов для повышения качества информационного обеспечения задач краткосрочного планирования и оперативного управления электрическими режимами ОЭС. Разработка структуры, методов и алгоритмов для практической реализации Системы моделей нагрузок узлов (СМНУ).
Объект исследования: Объединенная энергосистема Урала, районные энергосистемы.
Методы исследования. В работе используются основные положения теории управления ЭЭС, теории вероятности и математической статистики, теории распознавания образов, теории специальных функций, анализа временных рядов, функционального анализа, методы вычислительной математики.
Научная новизна
-
Предложен единый подход для представления нагрузок узлов в виде нелинейных аддитивных моделей на интервалах краткосрочного планирования и оперативного управления режимами ЭЭС. В качестве моделей предложено использовать ортогональные функции: полином Лежандра и конечный отрезок ряда Фурье.
-
Разработана структура СМНУ как совокупность подсистем, обеспечивающая решение задач по формированию и получению достоверной информации о нагрузках в узлах ЭЭС на заданных интервалах времени.
-
Выполнен статистический анализ поведения параметров и характеристик моделей нагрузок узлов в реальных условиях функционирования ОЭС Урала.
-
Разработаны алгоритмы согласования информации о суммарном потреблении и нагрузках узлов ЭЭС на интервалах времени.
-
Разработаны методы и алгоритмы повышения достоверности информации о нагрузках узлов в рамках СМНУ.
-
Разработан метод нелинейных связей для решения задачи краткосрочного прогноза нагрузок узлов.
-
Разработан метод скользящих суток для повышения качества оперативного прогноза нагрузок узлов.
Практическая ценность-и реализация результатов работы Разработанные в диссертации методы и алгоритмы позволили создать программный комплекс СМНУ, формирующий информационную базу о поведении нагрузок узлов, для решения задач краткосрочного планирования и оперативного управления режимами ОЭС. В частности, результаты краткосрочного прогноза нагрузок узлов используются для решения задачи краткосрочного планирования и оптимизации режимов ОЭС. Результаты оперативного прогноза нагрузки могут использоваться диспетчером при ведении режима, а также для решения ряда задач оперативного характера, например, оценки допустимости предстоящего режима, оперативной дооптимизации текущего режима и т. д.
Представление нагрузки нелинейными моделями на интервалах времени позволило обеспечить компактность (сжатие) информационной базы о нагрузках. Свойство ортогональности предложенных моделей позволяет эффективно выполнить согласование информации (балансировку), относящейся к разным иерархическим уровням управления, а также сократить время обработки информации для работы в режиме реального времени.
Реализация результатов работы. Разработанные методы, алго-
ритмы и программы внедрены в ОДУ ОЭС "Уралэкерго". СМНУ является составной частью КИО (КИО-3) ОЭС Урала. Программный комплекс СМНУ реализован на ПЭВМ локальной сета ОДУ Урала и находится в промышленной эксплуатации, обеспечивая информацией о нагрузках в узлах расчетных схем замещения электрической сети ОЭС Урала. На основе результатов диссертационной работы ведется дальнейшая разработка методов и алгоритмов для реализации распределенной СМНУ, которая позволит обеспечить информационную связь между ОДУ ОЭС Урала и районными ЭЭС.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Международной научной конференции "Качество электрической энергии" (Польша, 1991), Международной научной конференции "Optimizarea dezvoltarii si exploataril instalatiilor energetice" (Румыния, 1991), научной конференции "Моделирование электроэнергетических систем" (Каунас, 1991), научно-технических конференциях "Повышение эффективности производства и использование энергии в условиях Сибири" ( г. Иркутск, 1994, 1995), научно-практических конференциях Уральского политехнического института им. СМ. Кирова (Свердловск, 1990, 1995), региональном совещании начальников АСУ (ИВЦ) энергосистем Урала (г. Екатеринбург, 1996).
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 9 печатных работах.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка (108 наименований), содержит 23 рисунка, 8 таблиц и 2 приложения. Общий объем диссертационной работы составляет 140 страниц.
