авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

Методы и модели эффективного управления режимами единой электроэнергетической системы россии

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

АЮЕВ БОРИС ИЛЬИЧ

МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМАМИ ЕДИНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ РОССИИ

Специальность 05.14.02 Электростанции и электроэнергетические

системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Новосибирск 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО

«Уральский государственный технический университет – УПИ имени

первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Бартоломей Петр Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бердин Александр Сергеевич

доктор технических наук, профессор

Кучеров Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор

Фишов Александр Георгиевич

Ведущее предприятие: ОАО «Проектно-изыскательский и научно- исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей» «Энергосетьпроект», г. Москва

Защита состоится 25 декабря 2008 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.01 при ГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет» по адресу: 630092, Новосибирск, пр. К.Маркса 20, НГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан « » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Тимофеев И.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Новые экономические и политические условия, в которых работает электроэнергетическая отрасль России с 1991 года, дерегулирование электроэнергетического сектора и переход к конкурентным отношениям привели к необходимости разработки новых принципов, моделей, методов и технологий в области оперативно-диспетчерского управления режимами Единой электроэнергетической системы России.

Согласно Федеральному Закону об электроэнергетике целью деятельности системы оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике является «обеспечение надежного электроснабжения и качества электрической энергии, соответствующих требованиям технических регламентов и иным обязательным требованиям, установленным иными нормативными актами, и принятие мер для обеспечения исполнения обязательств субъектов электроэнергетики по договорам, заключаемым на оптовом и розничном рынках».

Практическое достижение поставленной цели осуществляется путем решения комплекса задач оптимального планирования режимов работы и графиков ремонтов оборудования электрических станций, сетей и комплексов централизованной противоаварийной автоматики с учетом всех видов технических сетевых и системных ограничений, обеспечивающих нормативные уровни надежности функционирования энергосистем и качества электроэнергии.

Решение указанных задач на протяжении всего периода существования ЕЭС России было предметом пристального внимания отечественных и зарубежных ученых. Большой вклад в развитие этой области науки внесли Арзамасцев Д. А., Адонц Г. Т., Баринов В. А., Баркан Я. Б., Бартоломей П. И., Бердин А. С., Богатырев Л. Л., Бушуев В. В., Валдма М. Х., Веников В. А., Воропай Н. И., Воротницкий В. Э., Гамм А. З., Гераскин О. Т., Голуб И. И., Горнштейн В. М., Жежеленко И. В., Журавлев В. Г., Идельчик В. И., Китушин В. Г., Кучеров Ю. Н., Крумм Л. А., Курбацкий В. Г., Манусов В. З., Мызин А. Л., Паламарчук С. И., Портной М. Г., Розанов В. И., Руденко Ю. Н., Семенов В. А., Совалов С. А., Строев В. А., Суханов О. А., Тарасов В. И.,Фазылов Х. Ф., Филиппова Т. А., Фишов А. Г., Чебан В. М., Щербина Ю. В. и многие их коллеги.

Продолжающаяся либерализация экономики привела к созданию рынка электроэнергии, который послужил экономическим толчком к началу процесса воспроизводства генерирующих мощностей и надежного, устойчивого развития ЕЭС. Значительным событием на пути формирования рыночной среды в электроэнергетике стал запуск целевой модели конкурентного рынка электроэнергии, первым инфраструктурным институтом которого является Системный оператор, образованный для решения комплекса задач в новых экономических условиях.

Проводимая реструктуризация связана с декомпозицией интегрированных структур отрасли, введением конкуренции и выбора. При этом особую роль в достижении поставленных целей системы оперативно-диспетчерского управления играет технология управления режимами ЕЭС, обеспечивающая решение противоречивых задач эффективной работы рынков и сохранения нормативного уровня надежности энергоснабжения потребителей.

В настоящей диссертационной работе впервые делается попытка комплексного анализа проблем современной системы управления ЕЭС России с последующим синтезом общего решения. Областью исследования является современное оперативно-диспетчерское управление ЕЭС России, развивающееся под влиянием рыночной экономики с учетом приоритетного поддержания нормативного уровня надежности энергосистемы страны и ее регионов в реальном времени в ближайшем будущем и в перспективе. В работе рассмотрены концептуальные технологические и технические подходы к решению обозначенных задач, технологии, методики и алгоритмы оптимального планирования режимов работы и развития ЕЭС России, адекватно отвечающие требованиям дальнейшего развития электроэнергетики страны.

Цели и задачи исследования. Цель работы заключается в формировании новых моделей и технологий оперативно-диспетчерского управления в условиях функционирования рынков электроэнергии и международной интеграции энергообъединений.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие проблемы и задачи:

  1. Разработаны концептуальные подходы к решению задач оптимального планирования и управления режимами ЕЭС России.
  2. Разработаны новые принципы диспетчеризации электроэнергетики с оптимизацией организационной структуры оперативно-диспетчерского управления.
  3. Определены объекты диспетчеризации и задачи синхронной работы с энергосистемами стран СНГ, Балтии, проблемы объединения с энергосистемами Западной Европы, а также стратегия развития Системного оператора.
  4. Обоснованы форма и содержание информационного обеспечения Системного оператора, которое включает в себя Систему мониторинга переходных режимов (СМПР) энергообъединения ЕЭС России и ОЭС стран СНГ и Балтии (далее ЕЭС/ОЭС). Определены структура, схема установки и основные задачи, решаемые с помощью СМПР.
  5. Предложены принципы и методы моделирования режимов электроэнергетической системы, разработана базовая динамическая модель энергообъединения ЕЭС/ОЭС. Предложены алгоритмы оценивания состояния, синтеза и актуализации расчетной модели электроэнергетической системы.
  6. Проанализированы и уточнены технико-экономические аспекты планирования электроэнергетических режимов.
  7. Разработаны принципы регулирования частоты и активной мощности в энергообъединении ЕЭС/ОЭС, определены объемы и принципы размещения резервов в энергосистемах синхронной зоны. Предложены решения проблем противоаварийной и режимной автоматики.

Методы исследования. Приведенные в диссертации научные положения базируются на системном подходе к управлению режимами сложных энергосистем. Использовались методы качественного анализа, концептуального проектирования и математического моделирования, обеспечивающие адекватную декларированным целям постановку задач и их решение, адаптированное для технологического применения.

Научная новизна. В результате проведенного комплекса исследований получены следующие новые результаты:

1. Переопределены стратегические цели, миссия и приоритетные направления деятельности Системного оператора. Выделены деловые процессы управления электроэнергетической системой и задачи их реинжиниринга.

2. Предложена модель балансирующего рынка, обеспечивающего минимизацию затрат на поддержание постоянного баланса между потреблением и генерацией. Разработана концепция рынка системных услуг и рынка мощности, как неотъемлемых частей новой конкурентной модели рынка электроэнергии и мощности. Даны рекомендации по учету системных технологических ограничений функционирования рынка.

3. Показано, что совершенствование организационной структуры диспетчерского управления осуществляется за счет ликвидации промежуточных звеньев в схеме прохождения диспетчерских команд, перераспределения функций по диспетчерскому ведению и управлению и изменению конфигурации операционных зон диспетчерских центров. Предложены концептуальные подходы к оптимизации организационной структуры оперативно-диспетчерского управления.

4. Определено, что важнейшими направлениями международной деятельности Системного оператора в области интеграции энергообъединений является работа по повышению качества управления режимами ЕЭС/ОЭС, а также подготовка электрического соединения ЕЭС/ОЭС и энергосистем континентальной части Западной Европы, что позволит создать единую синхронную зону и единую рыночную платформу на Евразийском континенте.

5. Решена важная организационно-техническая и приоритетная экономическая задача – создание Системы мониторинга переходных режимов, которая дает точное представление о динамическом поведении электроэнергетической системы, а также позволяет проводить мониторинг низкочастотных колебаний при технологических нарушениях и в нормальных режимах.

6 Разработана методика верификации базовой динамической модели, заключающаяся в сопоставлении результатов регистрации параметров переходного режима, проведенной с помощью СМПР, с расчетными параметрами, полученными для этого переходного режима с помощью программно-вычислительного комплекса EUROSTAG.

7. Предложен иерархический подход к оцениванию состояния электроэнергетической системы, который реализуется с помощью программного комплекса оперативных расчетов режимов энергосистем. Для оценки наблюдаемости режима разработан метод, основанный на сравнении свойств системы уравнений, составленной на реальных измерениях, со свойствами системы, расширенной за счет псевдоизмерений узловых мощностей.

8. Рассмотрены различные аспекты планирования диспетчерских графиков, определяющих степень реализуемости и качество планирования режимов. Разработан бизнес-процесс создания единого диспетчерского графика, обеспечивающий участникам рынка точность исполнения ими договорных обязательств. Определены требования к диспетчерскому графику и сформулированы критерии его качества.

9. Разработаны методы и алгоритмы синтеза и актуализации единой расчетной модели ЕЭС России, имеющие ключевое значение при проведении ценовых аукционов и являющиеся важнейшим этапом формирования диспетчерского графика.

10. Предложены методы решения задачи оптимального планирования режимов и выбора состава работающего оборудования. Разработана модель, предполагающая объединение задачи проведения непосредственно ценового аукциона (определения узловых цен) и планирования режима работы энергосистемы, построенная на минимизации стоимости генерации.

11. Разработана концепция регулирования частоты и перетоков активной мощности в энергообъединении ЕЭС/ОЭС в части общего и нормированного первичного регулирования и реализации вторичного и третичного регулирования.

12. Предложен принцип и алгоритм централизованной системы противоаварийного управления, внедренный при непосредственном участии автора и успешно функционирующий в ЕЭС России, а также принцип управления нагрузкой.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Обоснованность и достоверность научных положений, теоретических выводов, результатов и рекомендаций подтверждается внедрением их в работу системы оперативно-диспетчерского управления на уровне ЕЭС России и расчетными экспериментами.

Исследования, положения, методы, алгоритмы и рекомендации, представленные в работе, являются необходимым элементом проводимой реструктуризации электроэнергетической отрасли России. Практическая полезность работы состоит в предложении принципиально новой модели оперативного ведения режимов, дающей возможность использования рыночных отношений в качестве регулирующего механизма развития и функционирования электроэнергетической отрасли. Результаты работы внедрены в алгоритм функционирования расчетной системы, выполняющей все необходимые расчеты для оптового и балансирующего рынков электроэнергии. Это позволило создать концепцию единого бизнес-процесса формирования договорных суточных отношений участников оптового рынка, планирования диспетчерского графика и управления режимом ЕЭС России в реальном масштабе времени.

Значительная часть результатов вошла в состав правовых, регламентирующих и методических документов, определяющих принципы и технологию работы конкурентного оптового рынка.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технической конференции по вопросам совершенствования диспетчерского управления объединенной энергосистемой Урала (Свердловск, 1982 г.); 8-й научно-технической конференции УПИ им. С. М. Кирова (Свердловск, 1988 г.); IX юбилейной научно-практической конференции УПИ им. С. М. Кирова (Свердловск, 1990 г.); X научной конференции «Моделирование электроэнергетических систем» (Каунас, 1991 г.); всесоюзной научно-технической конференции «Разработка методов и средств экономии электроэнергии в электрических системах и системах электроснабжения промышленности и транспорта» (Днепропетровск, 1995 г.); научно-технической конференции регионального УрО АНН РФ (Екатеринбург, 1995 г.); всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество, безопасность» (Екатеринбург, 2001 г.); международном семинаре «Либерализация и модернизация электроэнергетических систем: управление перегрузками электрической сети» (Иркутск, 2003 г.); международной научно-технической конференции «Электроэнергия и будущее цивилизации» (Томск, 2004 г.); 2-й международной научно-практической конференции «Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа» (Киев,, Украина, 2004 г.); 2-й всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество, конкуренция» (Екатеринбург, 2004 г.); 2-й международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Новосибирск, 2004 г.); 5-м всероссийском совещании «Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России» (Томск, 2004 г.); 3-й международной конференции «Технологии энергетики – 2005» (Санкт-Петербург, 2005 г.); 3-й международной научно-практической конференции «Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа» (Киев, Украина, 2005 г.); 4-й международной научно-практической конференции «Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа» (Киев, 2006 г.); 3-й международной конференции «Критические инфраструктуры» (Александрия, США, 2006 г.); всероссийской научно-практической конференции «Технологии управления режимами энергосистем XXI века» (Новосибирск, 2006 г.); международной научной конференции «Мониторинг параметров режимов электроэнергетической системы» (Москва, 2006 г.); 5-й международной научно-практической конференции «Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа» (Киев, Украина, 2007 г.); международной конференции «Релейная защита и автоматика современных энергосистем» (Чебоксары, 2007 г.); XX конгрессе Мирового энергетического совета (Рим, Италия, 2007 г.); 2-й международной научно-технической конференции «Мониторинг параметров режимов электроэнергетической системы» (Санкт-Петербург, 2008 г.).

Различные аспекты диссертации были положены в основу работы совещаний и семинаров, посвященных:

• организации конкурентного рынка электроэнергии в переходный период (Москва, ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС», 2002 г.);

• подготовке системы диспетчирования к введению рынка «5–15%» (Москва, ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС», 2002 г.);

• вопросам запуска конкурентного сектора «5–15%» и подготовке целевой модели конкурентного оптового рынка электроэнергии в России (протоколы от 22.07.2002 № 21-КС, от 10.08.2002 №13-КС и от 14.08.2002 № 24-КС) (Москва, ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС», 2002 г.);

• организации работ по усовершенствованию процесса ведения диспетчерского графика» (приказ ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС» от 15.12.2002 № 88), (Москва, ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС», 2003 г.);

• по либерализации экономических отношений электросетевого бизнеса и диспетчеризации (Москва, ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС», 2002 г.);

• проблемам создания АС ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС» (Жаворонки, 2002 г.);

• разработке методологии бизнес-процессов диспетчерского управления в рыночных условиях с учетом целевой модели рынка, в том числе долгосрочного планирования режимов ЕЭС, ОЭС и региональных энергосистем, планирования оперативных режимов на неделю и сутки вперед, балансирующего рынка и т.п. (приказ ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС» от 09.10.2002 № 41) (Пятигорск, 2002 г.).

Материалы работы докладывались на заседаниях:

• проектной группы ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС» совместно с НП «АТС» и разработчиками программного обеспечения (Протокол № 13 ПГ ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС») (Москва, 2002 г.);

• руководителей основных производственных служб ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС» (протокол от 22–23.07.2002 № 19-КС) (Москва, ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС», 2002 г.).

Обсуждение результатов работы проводилось на заседаниях оперативного штаба по запуску конкурентного рынка и по программе обучения «Организация взаимоотношений Системного оператора с другими участниками рынка» (Лондон-Эдинбург, Великобритания, 2002 г.). Различные аспекты диссертации были положены в основу работы семинаров и совещаний ОАО РАО «ЕЭС России», ОАО «СО ЕЭС», посвященных разработке принципов организации конкурентного рынка электроэнергии и совершенствованию системы оперативно-технологического управления ЕЭС России.

Материалы работы обсуждались и докладывались на встречах с независимыми Системными операторами рынков электроэнергии Болгарии, Великобритании, США.

Диссертация обсуждалась на научном семинаре электротехнического факультета ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ».

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 70 печатных работах, в том числе 15 в изданиях, входящих в перечень рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Российской Федерации, 23 в сборниках научных трудов, 14 в материалах международных симпозиумов и конференций, 9 в материалах российских конференций, 6 в центральных журналах, 3 монографии. В автореферате приведен список публикаций, отражающих основные научные результаты.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Объем работы составляет 365 страниц основного текста, 54 рисунка, 20 таблиц. Список использованной литературы содержит 225 наименований.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.