Методы моделирования и оптимизации в
задачах электроэнергетики
Учебное пособие
составитель Л.А. Гурина
БЛАГОВЕЩЕНСК 2012
ББК 31я73
М 54
Методы моделирования и оптимизации в задачах электроэнергетики:
учебное пособие/ сост. <...> Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по
направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника». <...> Уровни абстрагирования и аспекты описаний исследуемых объектов. <...> Метод планирования эксперимента и обработка его результатов............ 40 <...> Успешная
инженерная
деятельность
при
автоматизированном
управлении функционированием электроэнергетических систем, в первую
очередь, подразумевает знание математического обеспечения. <...> В пособии дано краткое, но систематическое изложение сведений о
методах и средствах, относящихся к различным иерархическим уровням и
аспектам автоматизированного управления в электроэнергетике. <...> Уровни абстрагирования и аспекты описаний исследуемых объектов. <...> Исследование сложных систем основано на блочно - иерархическом подходе,
сущность которого состоит в расчленении представлений об объекте
изучения,
включая
модели,
постановки
задач,
необходимую
информационную базу и т.п., на ряд иерархических уровней, иначе
называемых уровнями абстрагирования. <...> В этом смысле говорится об алгоритме научного
исследования (рис. <...> Алгоритм научного исследования
Рассмотрим сущность каждого из этого этапов. <...> Основными причинами этого являются:
- отсутствие уверенности в достаточной полноте принятой нами модели
объекта;
-
отсутствие уверенности в допустимости пренебрежений, сделанных на
этапах постановки задачи и ее решения;
- возможность появления ошибок при выполнении этапа решения. <...> В описаниях
исследуемых объектов фигурируют параметры и переменные, которые
делятся на следующие группы:
фазовые переменные - величины, характеризующие физическое или
информационное состояние объекта;
выходные параметры - величины, характеризующие свойства системы <...>
Методы_моделирования_и_оптимизации_в_задачах_электроэнергетики__учебное_пособие.pdf
ББК 31я73
М 54
Методы моделирования и оптимизации в задачах электроэнергетики:
учебное пособие/ сост. Л.А. Гурина. – Благовещенск, 2012. – 91 с.
В учебном пособии приведены краткие теоретические сведения по
видам обеспечения задач электроэнергетики, необходимые для выполнения
практических заданий, а также контрольных работ по дисциплине «Основы
научных исследований». Приведены примеры задач и даны их решения.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по
направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника».
Рецензент: Н.В. Савина, д.т.н., профессор.
©Гурина Л.А., составитель
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 5
1. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ ........................ 6
1.1. Уровни абстрагирования и аспекты описаний исследуемых объектов. .... 6
1.2. Задачи научных исследований в электроэнергетике.................................. 11
Упражнения и задачи для самопроверки.......................................................... 113
2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ....... 14
2.1. Информационная модель электроэнергетической системы…………… 15
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ В
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ..................................................................................... 24
3.1. Математические модели объектов исследования....................................... 25
3.2. Методы и алгоритмы анализа ....................................................................... 29
3.3. Математические модели элементов энергосистемы.................................. 30
3.4. Схемотехническое проектирование ............................................................. 36
3.5. Метод планирования эксперимента и обработка его результатов............ 40
3.5.1. Основные понятия и определения............................................................. 40
3.6. Общие вопросы оптимизационных задач.................................................... 52
3.6.1. Задача оптимизации.................................................................................... 52
3.6.2. Методы дифференцирования целевой функции...................................... 54
3.6.3. Методы линейного программирования .................................................... 59
3.6.4. Методы нелинейного программирования ................................................ 71
Упражнения и задачи для самопроверки............................................................ 77
4.УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ ..................................................................................... 82
Стр.3
4.1. Пример комплексного решения задачи на практических занятиях......... 84
4.2. Контрольные задания..................................................................................... 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ........................................... 91
4
Стр.4