Учет критерия балансовой надежности при оптимизации перспективной структуры энергосистемы

Рассматривается метод оптимизации перспективной структуры электроэнергетической системы (далее — ЭЭС) по двум критериям: экономической эффективности (минимизации удельных приведенных затрат на электроснабжение потребителей) и балансовой надежности (минимизация вероятности дефицита мощности). Предлагаемый метод основан на применении генетического алгоритма. Представлены результаты апробации метода на примере оптимизации структуры генерирующих мощностей в концентрированной ЭЭС.

При планировании развития ЭЭС рассматриваются технические решения по развитию ЭЭС, которые по типу и технико-экономическим показателям могут быть сгруппированы в технологии. К технологиям развития генерации относятся агрегаты и энергоблоки электростанций разных типов различной единичной мощности. К технологиям развития электрической сети — новые линии электропередачи разных классов напряжения, а также средства компенсации реактивной мощности, позволяющие повысить их пропускную способность. Для каждой технологии должны быть заданы необходимые для вычисления целевых функций технико-экономические показатели и показатели надежности. Также в качестве исходных данных задаются параметры спроса на электроэнергию в ЭЭС: прогнозные электропотребление, максимум и график электрической нагрузки, показатели нерегулярных отклонений нагрузки с детализацией по отдельным узлам ЭЭС.

Для решения задачи, учитывая ее дискретность и наличие двух критериев, предлагается использовать генетический алгоритм. Расчет целевых функций на каждом шаге алгоритма производится с использованием метода Монте-Карло. В сравнении с классической постановкой задачи планирования развития ЭЭС решение предложенной задачи позволяет не только учесть нормативные требования к балансовой надежности ЭЭС, но и вы-брать оптимальный уровень балансовой надежности, исходя из оценки прироста затрат на его обеспечение с учетом структуры конкретной ЭЭС и возможных технических решений.

1. Li V. Veroyatnostnoe planirovanie sistemy peredachi elektroenergii. M. 2016;: 308.

2. Veselov F. V., Novikova T. V., Fedosova A. V. Osnovy ekonomiki elektroenergetiki: Metodicheskie ukazaniya. M.: Izdatel'skii tsentr RGU nefti i gaza (NIU) imeni I. M. Gubkina 2016;: 80.

3. Chukreev Yu. Ya., Chukreev M. Yu. Modeli otsenki pokazatelei balansovoi nadezhnosti pri upravlenii razvitiem elektroenergeticheskikh sistem. Syktyvkar: Komi nauchnyi tsentr UrO RAN 2014;: 207.

4. Kovalev G. F., Lebedeva L. M. otv. red. N. I. Voropai. Nadezhnost' sistem elektroenergetiki. Novosibirsk: Nauka 2015;: 224.

5. Krupenev D. S., Lebedeva L. M., Kovalev G. F., Belyaev N. A., Egorov A. E., Gromov R. E. K otsenke urovnya rezervirovaniya generiruyushchei moshchnosti v Edinoi energosisteme Rossii. Energeticheskaya politika 2018; (1): 33 - 44.

6. Belyaev N., Egorov A., Korovkin N., Chudny V. Economic aspects of ensuring the capacity adequacy of electric power systems. E3S Web of Conferences 2018; (58): 01010.

7. Krupenev D. Assessment of power system adequacy with renewable energy sources and energy storage systems. E3S Web of Conferences 2018; (58): 01012.

8. Korovkin N. V., Odintsov M. V., Frolov O. V. Operational planning in power systems based on multi-objective optimization. Power Technology and Engineering 2016; (1): 75 - 78.

9. Belyaev N. A., Korovkin N. V., Chudnyi V. S. Formirovanie raschetnykh modelei elektroenergeticheskikh sistem dlya otsenki pokazatelei balansovoi nadezhnosti. Elektrichestvo 2018; (5): 11 - 17.

10. Nepomnyashchii V. A. Nadezhnost' oborudovaniya energosistem. M.: Izd-vo zhurnala «Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie» 2013;: 196.