HES REŽĪMU VADĪŠANA UN TO PROGNOZĒŠANA

Abstract

Hidroenerģētika ir būtiska enerģētikas sastāvdaļa. Tajā tiek izstrādāti 17% elektroenerģijas, bet jaudas ziņā tā ir pat 25% no kopējas jaudas. Hidroelektrostacijām ir augstas operatīvas īpašības, kas ļauj ātri uzņemt un samazināt slodzi. Tās piedalās frekvences un jaudas optimizācijas procesā un enerģētiskā tirgus darījumos plūsmu regulēšanā, tajās izvieto operatīvas un avārijas rezerves. Tās atvieglo citu elektrostaciju iekārtu darbu. Vienīgais hidroenerģētikas trūkums operatīvā ziņā ir lielas grūtības tās darbības prognozēšanā, kas ienes grūtības energosistēmu bilanču, tarifu, investīciju plānošanā un gadu piegādes līgumu slēgšanā. Analizējot hidroelektrostaciju vadīšanas metodes, kļūst skaidrs, ka gadu izstrādes prognozēšana ir viena no svarīgākām šīs nozares problēmām. Mēģinot atrisināt šo problēmu, darbs sākās ar Daugavas gadu caurplūdamības īpašību izpēti. Darba gaitā noskaidrojās, ka analīzei izejas datu funkcijas jāpārveido palīgfunkcijās parastās un logu, Furjē-pārveidojumu pielietošanai. Veicot analīzi ar paligfunkcijām, rezultāti jāatgriež sākotnējās koordinātēs (oriģinālos) ar funkciju diferencēšanas palīdzību. Rezultātā noskaidrojās, ka gadu caurplūdamībām ir stabilas cikliskas īpašības, ko var izteikt analītiski. Pēc determinēto komponenšu atskaitīšanas no dabīga procesa paliek “atlikuma” funkcija, kam ir augstfrekvences raksturs. Noskaidrojās, ka arī šo komponentu iespējams daļēji prognozēt. Šim nolūkam nākotnē būs jāizmanto veivlet-pārveidojums un mākslīgos neironu tīklus. Rezultātā izejas datu “troksnis” tiek novests līdz nelielam īpatsvaram. Iegūstot pētījumam hierarhisko ciparu filtru, kļuva iespējams atkārtot analoģisku analīzi, ņemot tam par pamatu jebkuras upes daudzgadīgus novērojumus. Tam varēja izmantot datus, publicētos UNESKO atskaitēs, kam pielietots Furjē-pārveidojums. Analīze tika veikta uz vairāk par 45 pasaules upju novērojumu datu pamata. Noskaidrojās, ka visu upju caurpludamībām ir līdzīgs raksturs. Vienīgi procesiem ir reģionālas fāžu atšķirības, kuru iemeslus turpmāk būtu jāizskaidro citu zinātņu ietvaros (astro-, ģeo-, atmosfēras fizikās). Uzbūvētas pasaules upju caurplūdamību fāžu kartes. Kļuva skaidrs, ka šādām globālām parādībām ir jābūt kopējam spēcīgam iemeslam. “Aizdomas” krita uz Saules intensitātes izmaiņām. Tās tika novērotas un reģistrētas sākot ar 18 g.s.. Salīdzinot caurplūdamību integrālo funkciju ar Saules intensitātes procesu, noskaidrojas, ka procesu pamatharmonikām ir līdzīgi gan zemfrekvences (simtgadu cikli), gan augstfrekvences (11-gadīgie cikli) spektrā. Noskaidrojās arī caurplūdamības retu, bet lielu amplitūdu noviržu iemesli. Izrādās, ka tie notiek 11-gadīgo Saules ciklu ekstremālu lielumu posmos, sakrītot ar tiem pēc zīmes. Noskaidrojās arī retu lielu amplitūdu caurplūdamības noviržu laiki. Izrādās, kā tās veidojas periodos, kas atbilst Saules 11-gadīgo intensitātes atvasinājuma zīmes maiņām. Caurplūdamības satur līdz pieciem dažādu frekvenču komponentu, kuri jāprognozē turpmākiem gadiem un rezultāti jāsummē kopējas prognozes iegūšanai. Noskaidrota programmatūra, kas ir nepieciešama uzdevuma risināšanai. Veiktā darba rezultātā iegūtas jaunas zināšanas, kurus var praktiski izmantot enerģētikā un dažādos tautsaimniecības nozarēs, un tās var tikt izmantotas vairāku zinātņu tālākai attīstībai