Рабочая программа учебной дисциплины Методы оптимизации СЭС (стр. 2 )

Таблица 3

После изучения дисциплины студент будет

Номер цели	Содержание цели
иметь представление
1	Об основах оптимального управления и проектирования сложных технических объектов на примере систем электроэнергетики
2	О подходах к формированию моделей и выбору методов решения оптимизационных задач при принятии оптимальных решений
3	об основных разделах исследования операций, которые находят наибольшее применение при решении базовых задач, связанных с оптимальным управлением и проектированием электроэнергетических систем
4	Об типовых оптимизационных задачах, связанных с планово-производственной экономической деятельностью фирм
5	О моделях и методах линейного программирования, используемых при решении планово-производственных экономических задач, в том числе в электроэнергетических системах
6	О технической формулировке задач оптимизации режимов и развития ЭЭС
7	О моделях и методах нелинейного программирования, используемых при оптимизации режимов и развития энергосистем
8	Об особенностях многоцелевой постановки задач оптимального управления сложными объектами
9	О моделях и методах многоцелевой оптимизации, используемых при проектировании и управлении ЭЭС.
10	О возможностях компьютерного моделирования при решении оптимизационных задач с использованием Mathcad, Mathlab,Microsoft Excel.
знать
11	Постановку и подходы к решению базовых оптимизационных задач электроэнергетики
12	Основные принципы формирования оптимизационных моделей и их применение для решения задач управления и проектирования ЭЭС
13	Модели и методы решения типовых задач линейного программирования и возможности их применения в планово-производственной экономической деятельности энергетических систем
14	Модели и методы оптимального распределения активной мощности генерации между станциями ЭЭС
15	Модели и методы оптимизации режима ЭЭС по реактивной мощности
16	Модели и методы решения задачи компенсации реактивной мощности
17	Модели и методы комплексной оптимизации режимов ЭЭС
18	Модели и методы решения задач управления и проектирования ЭЭС в многоцелевой постановке
уметь
19	Грамотно технически сформулировать и найти подходы к решению инженерных и научно-исследовательских задач в оптимизационной постановке.
20	Применить полученные знания при решении базовых оптимизационных задач управления режимами электроэнергетических систем
21	Сформулировать и решить оптимизационную задачу в многоцелевой постановке
22	Применить основы компьютерного моделирования для решения задач оптимального управления техническими объектами.
иметь опыт
23	Использования оптимизационных моделей для решения базовых задач электроэнергетики
24	Использования оптимизационных моделей для решения инженерных и научно-исследовательских задач
25	Использования основ компьютерного моделирования в средах Mathcad, Microsoft Excel, Electronics Workbench для решения задач оптимизации

4. Содержание и структура учебной дисциплины

В таблице 4 представлены темы лекционных занятий.

Таблица 4

Темы лекционных занятий	Часы	Ссылки на цели
Семестр 8.
Модуль 1. Общая характеристика оптимизационных задач и моделей и их применение в электроэнергетике Цели дисциплины. Структура дисциплины. Ее связь с другими дисциплинами учебного плана. Предмет дисциплины. Общая постановка задачи оптимизации. Характеристика электроэнергетической системы как объекта оптимизации. Содержательная постановка и классификация задач оптимизации с примерами из электроэнергетики. Общий вид математической модели задачи оптимизации. Классификация математических моделей и методов исследования операций, используемых при решении задач в оптимизационной постановке. Решение задачи оптимизации как основа принятия оптимальных решений при проектировании и управлении техническими объектами. Краткая характеристика алгоритмов и программных комплексов, применяемых для решения оптимизационных задач. .	2	1,2,3,7,10,11,12, 19,23,24,25
Модуль 2. Оптимизационные модели одноцелевой оптимизации. Оптимизационные модели линейного программирования и их применение в электроэнергетике. Классификация задач линейного программирования. Общая характеристика задач линейного программирования, имеющих наибольшее значение в практике планирования и управления режимами технических систем. Принципы построения и особенности математических моделей линейного программирования.	2	4,5,10,13,19,21, 22,23,24,25
Модуль 2. Алгоритм формирования математической модели по известной содержательной постановке задачи оптимизации. Типовые задача линейного программирования: задача рационального использования ресурсов, рациональной загрузки оборудования, транспортная задача, "рациональная смесь". Типовые таблицы исходных данных. Общий вид математических моделей. Примеры использования математических моделей задач в электроэнергетике: оптимальное использование топлива на ТЭС, оптимизация транспортных перевозок, оптимальное распределение работ между персоналом, создание оптимальной топливной смеси, ряд задач оптимизации развития ЭЭС.	2	4,5,10,13,19,21, 22,23,24,25
Модуль 2. Классификация методов линейного программирования. Особенности применения методов с учетом размерности задачи и формы представления исходных данных. Графический метод. Общий алгоритм решения задач линейного программирования с использованием графического метода. Анализ возможных технических решений на основе полученного графического представления.	2	4,5,10,13,19,21, 22,23,24,25
Модуль 2. Алгебра симплекс-метода. Общая характеристика возможных алгоритмов реализации симплекс-метода и особенности их применения. Симплекс-таблицы. Алгоритм табличного симплекс-метода. Применение аналитического и табличного алгоритма симплекс-метода при решении задачи рационального распределения ресурсов в энергосистеме. Двойственность в линейном программировании. Общая характеристика двойственного симплекс-метода. Применение симплекс-таблиц при анализе функционирования технических систем на основе вопросов вида "что нужно, чтобы...?" и "что будет, если...?".	2	4,5,10,13,19,21, 22,23,24,25
Модуль 3. Математические модели и методы нелинейного программирования и их применение в задачах управления режимами ЭЭС Общий вид математической модели нелинейного программирования. Классификация математических моделей и методов. Общая постановка задачи оптимального электроснабжения как задачи нелинейного программирования. Обзор задач оптимизации развития и управления режимами электроэнергетических систем.	2	6,7,10,19,20,22 23,24,25
Модуль 3. Классический метод оптимизации и его применение в задачах электроэнергетики. Применение метода наименьших квадратов для аппроксимации нелинейных зависимостей на примере задачи определения экономически целесообразного сечения кабеля. Общая постановка задачи компенсации реактивной мощности. Применение классического метода оптимизации для решения задачи компенсации реактивной мощности (КРМ). Пример математической модели и решения задачи КРМ без учета сети потребителя. Рассмотреть графический вариант решения, целевую функцию с позиции многоцелевой оптимизации. Пример математической модели и решения задачи КРМ с учетом потерь активной мощности в сети потребителя. Способы определения эквивалентного сопротивления сети.	2	6,7,16,20,22, 23,24,25,10
Модуль 3. Метод неопределенных множителей Лагранжа. Пример использования метода множителей Лагранжа в задачах оптимизации производственных процессов. Постановка задачи оптимального распределения активной мощности генерации между ТЭС энергосистемы. Применение метода Лагранжа для решения задачи оптимизации по активной мощности. Критерий оптимальной загрузки ТЭС с учетом потерь активной мощности. Задача оптимизации режима электрической сети по реактивной мощности. Критерий оптимальности режима ЭЭС по реактивной мощности. Применение метода Лагранжа для решения задачи КРМ в системах электроснабжения потребителей.	2	6,7,14,15,19,20, 22,23,24,25,10
Модуль 3. Математическая модель комплексной оптимизации режимов ЭЭС и решение задачи на основе метода Лагранжа. Градиентные методы оптимизации. Понятие вектора-градиента. Геометрическая интерпретация градиентных методов с учетом способов выбора направления и вида целевой функции. Общий алгоритм градиентных методов. Методы задания длины шага. Учет балансовых ограничений. Метод штрафных функций. Особенности использования градиентных методов в задачах оптимизации режимов ЭЭС.	2	6,7,17,19,20,22, 23,24,25,10
Модуль 4. Математические модели и методы многоцелевой оптимизации Задачи многоцелевой оптимизации. Общая постановка и применение в электроэнергетике. Математические модели задач многоцелевой оптимизации. Основная идея решения задач многоцелевой оптимизации, решения оптимальные по Парето.	4	8,9,10,18,19,21,22, 23,24,25
Модуль 4. Методы решения задач многоцелевой оптимизации. Метод последовательных уступок. Метод весовых коэффициентов. Примеры использования этих методов в задачах электроэнергетики. Применение метода экспертных оценок для определения весовых коэффициентов. Модель и алгоритм решения несбалансированной задачи планирования производства на основе модели многоцелевой оптимизации. .	2	8,9,10,18,19,21,22, 23,24,25

В таблице 5 представлены темы практических занятий по дисциплине.