Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина»

Электроэнергетический факультет

Кафедра Электрические системы

УТВЕРЖДАЮ

декан факультета заочного и вечернего образования (Дюповкин Н.И.) _ 2012 год

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплина Оптимизация в электроэнергетических системах Направление 140200 электроэнергетика Степень (квалификация) инженер Специальность 140205 - Электроэнергетические системы и сети курс - семестр - (8)семестр Лекции 8 часов Лабораторные работы 8 часов Семинарские занятия часов Курсовой проект (работа) часов Расчетно-графические работы часов Самостоятельная работа студентов под контролем 84 часов Самостоятельная внеаудиторная работа часов Консультации часа Всего часов по курсу часов Вид заключительного контроля зачет Иваново 2012 г.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цель преподавания дисциплины Целью дисциплины является формирование у студентов знаний о методах оптимального управления режимами электроэнергетических систем, ознакомление студентов с вопросами построения АСУ энергосистем, функциями и средствами автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) и их задачами.

1.2. Задачи изучения дисциплины:

1.2.1. Ознакомление с основными принципами и методами оптимизации режима работы электрической системы и об алгоритмических проблемах решения задач управления режимами работы ЭЭС на основе применения ЭВМ.

1.2.2. Освоение методов управления и оптимизации режимов ЭЭС с использованием ЭВМ.

1.2.3. Ознакомление с основами построения АСУ энергосистем. Изучение функций АСДУ, задач прогнозирования, планирования и оперативного управления режимами ЭЭС, математическим и информационным обеспечением АСДУ, вычислительным средствам, применяемыми при управлении режимами энергосистем. Получение представления об оперативноинформационных комплексах и о способах передачи информации.

1.2.4. Получение навыков расчетов режимов на ЭВМ и их оптимизация по заданным критериям.

1.2.5. Получение навыков решения оптимизационных задач на простых схемах электрических сетей.

1.3. Связь с другими учебными дисциплинами Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении следубщих дисциплин:

1.3.1. Высшая математика 1.3.2. Основы системного использования ЭВМ.

1.3.3. Математические задачи энергетики.

1.3.4. Алгоритмизация задач энергетики.

1.3.5. Электрические системы и сети.

2. Содержание лекционных занятий 8-го семестра(8 часов) 2.1. Основные понятия и определения. Понятие режима работы энегосистемы. Математическая постановка задачи оптимизации режимов ЭЭС. Оптимизация режимов ЭЭС и ее технико-экономическое значение для народного хозяйства страны. Оптимизация состава работающего оборудования.

2.2. Понятие об оптимальном распределении нагрузки между электростанциями.

Исходная информация для решения задач оптимизации режимов. Характеристики энергетического оборудования. Основные энергетические характеристики ТЭС, ГЭС, АЭС. Постановка и решение задачи оптимизации структуры включенного оборудования. Оптимальное распределение активной нагрузки между ТЭС при заданном составе оборудования.

Пример решения задачи.

2.3. Учет потерь в задаче оптимального распределения. Формула потерь в электрических сетях. Оптимальное распределение реактивной нагрузки между источниками реактивной мощности (ИРМ). Использование различных ИРМ для покрытия графика нагрузок ЭЭС. Комплексная оптимизация режима работы ЭЭС. Применение методов математического программирования для решения задачи оптимизации режима ЭЭС. Метод неопределенных множителей Лагранжа. Обобщенный метод приведенного градиента для решения задачи оптимизации распределения активной нагрузки. Обобщенный метод Ньютона. Учет режимных ограничений в задаче оптимизации распределения нагрузки оптимизация режима системы при наличии ГЭС, математическая формулировка задачи оптимального распределения нагрузок между станциями в такой системе.

2.4. Понятие об оперативном управлении; структура и задачи АСДУ. Функции и структура информационно-вычислительного комплекса. Функции АСДУ на различных уровнях иерархии. Задачи, решаемые в рамках АСДУ на различных уровнях пространственной и временной иерархии. Объем информации необходимой для управления ЭЭС.

Оборудование диспетчерских пунктов. Аппаратура передачи данных. Каналы связи и их характеристики. Роль оператора в системе Ч-М. Вопросы планирования и прогнозирования режимов ЭЭС и их оперативная корректировка. Прогнозирование графиков нагрузки.

2.5. Вычислительные средства в АСУ энергосистемы. Требования к ЭВМ работающим в АСУ энергосистем Функции и режимы работы ЭВМ. Работа ЭВМ в темпе процесса.

Средства отображения информации в АСУ. Эволюция приборного щита. Понятие о математическом и программном обеспечении. Структура общего и специального математического обеспечения (ОМО и СМО). Характеристика СМО АСДУ ЭЭС. Требования к методам расчета установившихся режимов электрических сетей, используемым в условиях АСДУ. Методы оперативной оценки состояния режимов электрической сети по данным телеизмерений. Методы расчета потерь энергии. Оперативные расчеты потерь энергии в электрической сети. Прогнозирование нагрузки. Расчеты установившихся режимов. Расчеты потерь мощности и энергии. Решение задач оценки режима по данным телеизмерениям в реальном времени. Примеры решения задач.

3. Лабораторные работы Изучение и практическое освоение про- Практические занятия граммного и информационного обеспечение проводятся в вычислиучебно-диалогового комплекса программ тельной лаборатории Изучение влияния регулирования напряжеЭЭФ. Расчеты выполняния и работы компенсирующих устройств на Изучение влияния транзитных перетоков мощности на величину потерь активной мощности в электрических сетях Исследование влияния уравнительных перетоков мощности в замкнутой сети на величину потерь активной мощности.

4. Организация контроля самостоятельной работы студентов Для самостоятельной работы студентов планируется подготовка к практическим занятиям и оформление результатов расчетов на ЭВМ, выполняемых в период практических занятий.

Проработка материалов лекционных занятий с использованием основной и дополнительной литературы.

5. Учебно-методическая литература 5.1. Основная литература 1. Идельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрических сетей и систем.М.:Энергоатомиздат, 1988. -288 с.

2. Веников В.А., Журавлев В.Г., Филиппова Т.А. Оптимизация режимов электрических станций и энергосистем.-М.: Энергоатомиздат, 1981. -464 с.

3. Арзамасцев Д.А., Бартоломей П.И., Холян А.М. АСУ и оптимизация режимов энергосистем. -М.: Высшая школа, 1083. -207 с.

4. Поспелов Г.Е., Керного В.В. АСУ и оптимизация режимов энергосистем. -Минск: Высшая школа, 1977. -308 с.

5.2. Дополнительная литература 1. Кулешов А.И., Прахин Б.Я. Расчет и анализ установившихся режимов электроэнергетических систем на персональных компьютерах. Учеб. пособие/Иван.гос.энерг.ун-т - Иваново, 2001.-171 с 2. Совалов С.А. Режимы единой энергосистемы. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -384 с.

3. Автоматизация управления энергообъединениями/Под ред. С.А.Совалова. –М.: Энергия, 1979. -432 с.

4. Кулешов А.И., Прахин Б.Я. Оптимизация режимов работы электроэнергетических систем. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. Иваново, ИГЭУ, 1993. -51 с.

5. Кулешов А.И. Использование программы «Energypot» для расчетов потерь энергии в электрических сетях. Методические указания. Изд. Иваново, ИГЭУ, 2006. № 6. Кулешов А. И. Оптимизация в электроэнергетических системах: программа и методические указания для студентов факультета заочного обучения специальности "Электроэнергетические системы и сети" /Изд.—Иваново ИГЭУ 2005.—20 с.

5.3. Электронные издания.

www.ENERGYSTRATEGY.ru - сайт института энергетической стратегии;

www.rao-ees.ru/ - сайт РАО ЕЭС России;

www.center.fsk-ees.ru – сайт МЭС Центра;

www.mrsk-cp.ru – сайт МСРК Центра и Поволжья;

www.forca.ru/ - сайт нормативной информации по электроэнегетике.

Издание на носителе: Оптимизация в электроэнергетических системах: программа и методические указания для студентов факультета заочного обучения специальности 140205 "Электроэнергетические системы и сети" / А. И. Кулешов; Федеральное агентство по образованию, ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет им. В. И. Ленина", под ред. Н. А. Огорелышева.—Иваново, 2005.— 5.4. Методические указания по изучению дисциплины для студентов.

5.4.1. Лекционные занятия.

Рекомендации:

- перед очередной лекцией просмотреть по конспекту материал предыдущей лекции;

- хотя бы бегло ознакомиться с содержанием очередной лекции в соответствии с настоящей программой;

- на лекции графические иллюстрации не заносить, а использовать раздаточный материал;

- обратить особое внимание на математическое обоснование рассматриваемых теоретических положений;

5.4.2. Практические занятия Рекомендации:

Прочитать инструкцию по использованию ПК «Энергия» При подготовке к очередному практическому занятию изучить теоретическую часть по конспекту лекций и по методическим указаниям.

5.4.3. Самостоятельная работа студентов.

5.5. Методические рекомендации преподавателям.

При изложении материала обратить внимание на понятие критерия и построения математической модели оптимизации режима. Обратить внимание на иерархичность и цикличность процесса оптимизации режимов работы ЭС. Связать экономический критерий оптимизации режимов ЭС с критерием минимума потерь мощности и энергии. Уделить внимание особенностям расчетов УР для сложней сетей большой размерности. При изложении методов расчета потерь энергии указать на сложность этой задачи, ее информационную обеспеченность, современные метода расчетов, существующие и нормативные методики. При изложении проблемы регулирования частоты обратить внимание на связь регулирования частоты и резервов мощности, регулирование частоты и загрузки межсистемных связей.

Итоговый (заключительный) контроль проводится в форме устного зачета по экзаменационному билету. Экзаменационный билет включает 2 теоретические вопроса. Исчерпывающий ответ по каждому вопросу оценивается в 2,5 балла.

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным инженеров по направлению подготовки дипломированных специалистов 140200 – Электроэнергетика.

Программу составил Программа обсуждена и принята на заседании кафедры Электрические системы Протокол №10_ от «1_»07_2012 г.

Председатель цикловой методической комиссии электроэнергетического факультета