|
|
Выше уже говорилось, что установка
на ПЭС агрегатов двустороннего действия с насосной работой обусловливает
принципиальную возможность ее гарантированного участия в покрытии графика
нагрузки энергосистемы. Следовательно, при оптимизации ее режима в качестве
ограничения может быть задана минимально допустимая мощность ПЭС в каждом расчетном
интервале. Поскольку это ограничение не всегда можно выдержать, возникает
вопрос о существовании допустимого режима при пиковой работе ПЭС.
ПЭС должна генерировать заданную пиковую мощность. В
каждом таком периоде Т, (I = 2.4 2k) ПЭС может работать в одном из
двух турбинных режимов — ПТ или ОТ. Поскольку ПЭС в период Tt должна
генерировать мощность непрерывного смена режима с ПТ на ОТ или наоборот в
этот период невозможна.
Пусть на начало периода Г, известны максимальный и
минимальный уровни бассейна zMaKc/_, и zMHH/_„ которых можно достичь за
период Т,-1, предшествующий периоду Th Так как в период j не требуется
генерировать заданную мощность, то для него возможны любые режимы работы ПЭС.
Тогда в координатах (t. z) можно построить следующие характерные для пикового
периода Т, линии: верхнюю линию гарантированной отдачи ПЭС в ПТ режиме
(верхнюю линию ПТ); нижнюю линию гарантированной отдачи ПЭС в ПТ режиме;
верхнюю линию гарантированной отдачи ПЭС в ОТ режиме; нижнюю линию
гарантированной отдачи ПЭС в ОТ режиме.
Эти линии обладают тем свойством, что для верхних выше их.
а для нижних ниже их не существует ни одного режима ПЭС, в котором удалось бы
генерировать мощность, заданную для периода Tt.
Рассмотрим подробно процедуру построения верхней линии ПТ.
Пусть период Т, состоит из р расчетных интервалов длиной Дt. Построение
ведется ходом назад от р-го до 1-го интервала периода Т,. В каждом i-м
интервале (/" — 1,2р) ПЭС должна генерировать мощность не ниже заданной
А'пин /• Построим сначала верхнюю линию ПТ для одного i-го расчетного
интервала в предположении, что известен уровень бассейна zK на конец i-ro
интервала. Требуется определить с точностью ег минимальный уровень бассейна
на начало г-го интервала z„ начиная с которого можно достичь уровня zKl- и выдать
при этом мощность не ниже NaHvi. Пусть известно, что искомый минимальный
уровень бассейна на начало 1-го интервала лежит выше неко- которого z„,.
Выполнение условия означает, что если верхняя линия
существует, то она проходит ниже,чем полученная линия сработки (zi ,-, zK г),
и, следовательно, нужно уменьшать zKi. При'выполнении условия (8.7) U1n = 0
означает, что на ПЭС генерируется мощность не ниже NaaK h т. е. линия zj zK ,
есть искомая верхняя линия ПТ для /-го интервала и, следовательно, можно переходить
к построению в (i •— 1)-м интервале. При выполнении условия (8.8), когда
фактический напор ПЭС больше, чем максимально допустимый для режима ПТ,
справедливы те же рассуждения, что и при выполнении условия. Если выполнилось
условие (8.9), то верхней линии ПТ для i'-го интервала не существует, а
значит, не существует верхней линии ПТ и для всего периода Т
Следует сказать, что при построении верхней линии ПТ в
качестве ограничения по пропускной способности целесообразно задавать линию
максимальной мощности агрегата, поскольку рабочая точка на эксплуатационной
характеристике должна всегда находиться ниже этой линии. В противном случае
была бы возможность генерировать ту же самую мощность при том же напоре, но
при меньшем расходе, что эквивалентно смещению линии сработки вверх. Смещение
линии сработки вверх означало бы, что прежняя линия сработки не была верхней
линией ПТ.
Запрещение работать за линией максимальной мощности
позволяет утверждать, что наклон искомой верхней линии ПТ в рассматриваемом
интервале не может быть меньше, чем наклон линии сработки z„ г, zKi, для
которой выполнилось условие (8.6) или (8.8). Действительно, чем ниже линия
сработки бассейна в ПТ режиме, тем меньше напор ПЭС. Но из (7.2) следует, что
уменьшение наклона линии сработки в интервале приводит к уменьшению расхода
через ПЭС. Поскольку форма эксплуатационной характеристики (см. 6.1) ниже
линии максимальной мощности такова, что при одновременном уменьше: нии напора
и расхода мощность ПЭС также уменьшается, то сделанное утверждение
справедливо. При снижении линии сработки для увеличения генерируемой мощности
необходимо увеличивать расход через ПЭС. Следовательно, если выполнилось
условие (8.6) или (8,8), то для любого уровня бассейна на конец i-го
интервала, лежащего ниже zKi, искомый минимальный уровень бассейна на начало
этого интервала лежит выше, чем уровень z„ * + ег (k0t — 1).
Если не выполняется (8.10), то следует принимать значение
#"аткс + -f hx в качестве нового значения для ^макс I—1- Неравенство
(8.11) предполагает, что в каждом i-м интервале пикового периода бассейн ПЭС
срабатывается как минимум на е2. Если даже при такой малой сработке напор на
ПЭС слишком мал для генерации заданной мощности Nn„K i, то при большей
сработке он будет тем более недостаточным. Выполнение неравенств (8.10) и
(8.11) не означает еще существования верхней линии ПТ. Однако их проверка
занимает малое время и в большинстве случаев позволяет без построения верхней
линии ПТ определить, что она не существует.
Очевидно, если существует верхняя линия ПТ, то
максимальный уровень бассейна на конец периода Т, или, что то же самое, на
конец р -го интервала, не может быть выше, чем уровень 2к.макс ^ ihp ^макс*
2макс /-г ~pzz\(8.12) где hp — средний уровень моря в р-и интервале.
Полагаем в последнем р-и интервале гкр = 2к-макс и z„p =
zvp. Увеличиваем в (8.5) k до тех пор, пока не выполнится одно из условий
(8.6)— (8.9). При выполнении условия (8.7) переходим к (р — 1)-му интервалу и
т. д. Пусть в v-м интервале впервые выполнилось условие (8.6) или (8.8). Это
означает, что во всех интервалах с номерами, большими v(/>-v), выполнялось
условие (8.7), т. е. в этих интервалах построена верхняя линия ПТ при данном
значении уровня бассейна zK макс на конец периода Т,. Уменьшаем z„. макс на
ez и повторяем заново цикл расчетов по (8.5). В новом цикле расчетов для всех
i >v в качестве z\ { в (8.5) принимаем уровни, лежащие на е2 ниже верхней
линии ПТ, полученной для предыдущего.
Подобные циклы расчетов проводятся до тех пор, пока либо в
каждом интервале пикового периода Тг не будет выполнено условие (8.7), либо
водном из интервалов не выполнится условие (8.9). В первом случае будет по-
80 строена искомая верхняя линия ПТ для всего периода Tj, а во втором —
верхняя линия Г1Т не существует.
Нижняя линия ПТ существует тогда и только тогда, когда
существует верхняя линия ПТ. В крайнем случае они просто совпадают. Нижняя
линия ПТ строится после построения верхней линии ПТ. и также ходом назад.
Алгоритм ее построения такой же. как и для верхней линии ПТ, однако при ее
построении могут выполниться лишь два условия: (8.7) или (8.9). Начиная
построение с р-го интервала периода Tt будем последовательно с шагом ег
уменьшать уровень бассейна 2к.макс- полученный на конец периода Tt при
построении верхней линии ПТ, до тех пор, пока в одном из интервалов не
выполнится условие (8.9). Нижней линией ПТ будет последняя из линий, при
построении которой во всех интервалах периода Т, выполнилось условие (8.7).
Процедура построения нижней и верхней линий ОТ аналогична
рассмотренной соответственно для верхней и нижней линий Г1Т. Необходимо
только учесть, что они располагаются ниже уровня моря, в каждом i-м интервале
уровень бассейна повышается, а уровень zKMaKC при выполнении условий (8.6)
или (8.8) увеличивается с шагом ег.
Вернемся к рассмотрению всего расчетного периода Т.
Максимальное число комбинаций режимов, в которых можно удовлетворить заданным
ограничениям по генерируемой мощности, равно 2к. Каждую комбинацию режимов
будем обозначать последовательностью букв О и П. что означает соответственно
обратный и прямой турбинный режимы. Например, последовательность ПОО означает
следующее. В расчетном периоде Т имеются три пиковых периода.
Построение допустимого режима ПЭС для какой-либо заданной
комбинации режимов производится следующим образом. В базисные периоды, когда
от ПЭС не требуется генерировать заданную мощность, ее работа производится по
линиям максимального наполнения и сработки, построение которых рассмотрено в
§ 7.2. В пиковые периоды ее работа производится по линиям гарантированной
отдачи в соответствующем режиме. При построении используется очевидное
правило: если начиная с некоторого уровня zt невозможно наполнить (сработать)
бассейн до уровня z}, то это невозможно сделать и для любого уровня ниже
(выше) чем zt. Это правило позволяет выбрать уровни бассейна, от которых (или
к которым) строятся линии максимального наполнения или максимальной сработки,
а также по какой (верхней или нижней) линии гарантированной отдачи работать в
пиковом периоде.
При построении допустимого режима могут быть два исхода:
либо его можно построить, и тогда данная комбинация реализуема, либо его
построить невозможно из-за того, что не существует достижимых линий
гарантированной отдачи, и тогда данная комбинация реализована быть не может.
Это означает, что при проверке на техническую реализуемость всех следующих
комбинаций на соответствующем месте комбинации может находиться только один
из режимов.
Из сформулированного выше правила легко выводятся
следующие условия фиксации режима в комбинации.
1. Если при проверке некоторой комбинации на
техническую реализуемость оказалось, что, выдав заданный для периода Т,-2
график гарантированной мощности в режиме ПТ, невозможно выдать в режиме ПТ
график, заданный для периода Тьто, если существует технически реализуемая
комбинация, график, заданный для периода Т,, можно выдать только в режиме ОТ,
а значит, во всех следующих комбинациях, подлежащих проверке, на
соответствующем месте может стоять только О.
Условие 1 можно кратко записать так: если ПТ для 7V2
возможен, но при этом невозможен ПТ для Tlt то для Tt в дальнейшем следует
проверять только ОТ. Такую сокращенную форму будем использовать для записи
остальных условий фиксации режима в комбинации.
2. Если ОТ для Ti-2 возможен, но при этом
невозможен ПТ для Tt и из проверки предыдущих комбинаций известно, что для
Тг_? возможен только ОТ, то для Г, в дальнейшем следует проверять только ОТ.
3. Если ПТ для Ti g возможен,
но при этом невозможен ОТ для и известно, что для Tt
возможен только ОТ, то для Т{-2 в дальнейшем следует проверять только ОТ.
4. Если для Т2 невозможен ПТ, то для Т2 в
дальнейшем следует проверять только ОТ.
5. Если ОТ для Tt-2 возможен, но при этом
невозможен ОТ для Tt, то для Тг в дальнейшем следует проверять только ПТ.
6. Если ПТ для Tt-2 возможен, но при этом невозможен
ОТ для Тг и известно, что для Г,_2 возможен следует проверять только ПТ.
7. Если ПТ для Ti-2 возможен, но при этом
невозможен ПТ для 7V2 и известно, что для Тг возможен только ПТ, то для Т,_а
в дальнейшем следует проверять только ПТ.
8. Если для Т2 невозможен ОТ, то для Тг в
дальнейшем следует проверять только ПТ.
9. Если для T2h возможен ПТ, но при этом
невозможно достичь уровня бассейна zn, то для Tih в дальнейшем следует
проверять только ОТ.
10. Если для T2k возможен ОТ, но при этом невозможно
достичь уровня бассейна zn, то для Тгк в дальнейшем следует проверять только
ПТ.
Использование сформулированных выше условий позволяет
резко сократить число комбинаций режимов, подлежащих проверке. Кроме того,
если при проверке некоторой комбинации оказалось, что следует зафиксировать
режим в пиковом периоде, в котором режим уже был зафиксирован при проверке
одной из предыдущих комбинаций, то более не существует ни одной реализуемой
комбинации режимов.
В дальнейшем нам потребуется проверка комбинаций режимов на
техническую реализуемость для ответа на вопрос, существует ли хотя бы одна
комбинация режимов, при которой ПЭС может выдать заданный гарантированный
график мощности. В этом случае можно применить такую схему перебора
комбинаций, что общее число проверяемых комбинаций не будет превышать k + 1,
где k — число пиковых периодов в расчетном периоде Т. Основная идея этой
схемы состоит в том, что комбинации получаются в ЭВМ и проверяются на
техническую реализуемость в такой последовательности, чтобы обязательсации
режима, если комбинация не- реализуема.
Эта идея осуществляется с помощью следующего алгоритма
получения комбинаций, подлежащих проверке.
Проверку начинаем с комбинации ПП... ПП. Если она
нереализуема, то обязательно выполнится одно дз условий фиксации режима: 1, 4
или 9. Если при проверке /-й комбинации оказалось rij то следующая подле
жащая проверке комбинация получается путем замены режимов
во всех пиковых периодах с номерами от п} до k, в которых режим не
фиксировался, на противоположные (О на П и наоборот), а в остальные пиковые
периоды режимы остаются без изменения. Если же п} <z tij-i , то следующая
комбинация получается из предыдущей путем замены режима на противоположный
только в период с номером rij. Если rij = п}-j, то не существует ни одной реализуемой
комбинации режимов.
При использовании этого алгоритма k + 1 комбинацию
придется проверить лишь при самых неблагоприятных условиях. Обычно для ответа
на вопрос о существовании реализуемой комбинации требуется проверить
значительно меньшее их число.
|