Электрические сети современных промышленных систем электроснабжения характеризуются значительной протяженностью, изменением уровней напряжения от 0,4 до 220 кВ, сложной конфигурацией, наличием нескольких как внешних, так и внутренних источников. Все перечисленные выше факторы значительно усложняют определение оптимальных режимов промышленных систем электроснабжения с собственными источниками. Существующие работы в области оптимизации режимов электроэнергетических систем и систем электроснабжения описывают несколько подходов к решению данной задачи: снижение потерь за счет определения оптимальной точки подключения компенсирующих устройств к сети, за счет выбора наилучшего коэффициента трансформации трансформаторов подстанции. Однако данные методы не в полной мере учитывают перечисленные выше факторы.
Экономическую эффективность электрических сетей промышленного предприятия можно повысить путем оптимизации их эксплуатационных режимов по комплексному критерию, включающему в себя минимум затрат на первичный энергоноситель, необходимый для производства пара и электроэнергии, на потери мощности в электрической сети, на прием из энергосистемы. Данную задачу позволяет решить разработанный алгоритм, сочетающий в себе модифицированные методы динамического программирования и последовательного эквивалентирования. Целевая функция задается суммарными затратами, учитывающими затраты на пар, необходимый для выработки электрической и тепловой энергии, стоимость потерь мощности и стоимость электроэнергии, покупаемой из энергосистемы. Критерий оптимальности записывается следующим образом:
где: xi – оптимальное управление на i-м шаге эквивалентирования;
Вi (xi) – стоимость расхода пара на выработку электроэнергии при нагрузке PiΣ(xi) (суммарная активная мощность, вырабатываемая генераторами, МВт), тыс. руб/час;
Dотi (xi) – стоимость расхода пара через отборы, тыс. руб/час;
CΔPi (xi) – стоимость потерь активной мощности ΔPi в системе электроснабжения при нагрузке PiΣ (xi), тыс. руб/час;