Минимизация потерь активной мощности в электрической сети за счет изменения загрузки источников реактивной мощности и коэффициентов трансформации трансформаторов с регулированием под нагрузкой
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
рограмм и специализированного графического интерфейса. Расчет представлен в приложении (1).
Таблица 4.1- Исходные показатели потерь активной и реактивной мощности в сети Северной ЭС
ПаказателиПараметры активной мощности, Р, МВтПараметры реактивной мощности, Q, МВАрМощность нагрузки2179,7201427,380Мощность генерации2217,984504,569Потери в сети 110 кВ15,082-195,311Потери в сети 154 кВт2,208-26,204Потери в сети 330 кВт18,432-885,208Потери в сети751 кВт2,423175,760Суммарные потери и сети38,265-930,962
После внедрения мероприятия по оптимизации установившихся режимов электрических сетей, получим следующие параметры активной мощности, рассчитанные для режимов максимальных и минимальных нагрузок по трем видам оптимизации (см. таблицу 4.2):
1-оптимизация только генерируемых реактивных мощностей блоков электростанций;
2-оптимизация генерируемых реактивных мощностей и коэффициентов трансформации;
-оптимизация только коэффициентов трансформации АТ.
Таблица 4.2-Соптимизационные параметры системы
Снижение потерь активной мощностиТип оптимизации123min нагрузкаmax нагрузкаmin нагрузкаmax нагрузкаmin нагрузкаmax нагрузка?Р, МВт37,78938,19337,30137,24337,69038,193?Р, %1,390,172,52,651,480,17
Как видно из данных таблиц благодаря внедрению технического мероприятия произошло максимальное снижение суммарных потерь электроэнергии при втором виде оптимизации с 38,257МВт до 37,301МВт в режиме минимальных нагрузок, и до 37,243 в режиме максимальных нагрузок. Таким образом, зная разницу между этими величинами можно произвести расчёт экономической эффективности от внедрения мероприятия. Необходимо помнить что годовой экономический эффект посчитать не возможно, так как показания сняты в период летних нагрузок, а весной, летом и осенью они будут иными, поэтому целесообразно посчитать экономию за 3 зимних месяца - квартал.
5. МЕТОДИКА, АЛГОРИТМ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМА ПО РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Целью решения задачи является минимизация потерь активной мощности в электрической сети за счет изменения загрузки источников реактивной мощности и коэффициентов трансформации трансформаторов с регулированием под нагрузкой.
В последнее время в связи с быстрым прогрессом средств вычислительной техники и, в первую очередь, в связи с предоставившейся возможностью работать с практически неограниченной оперативной памятью, возникли предпосылки реализации методик, для которых еще не так давно не было условий.
Постановка задачи
Потери локализуются в активных сопротивлениях ветвей и шунтов схемы замещения. В связи с этим в качестве целевой функции задачи используется следующая:
(5.1)
где - число узлов в схеме замещения;
- число ветвей в схеме замещения;
- величина тока в i-ой ветви;
- активное сопротивление i-ой ветви;
- величина напряжения в j-ом узле;
- активная проводимость шунта в j-ом узле.
Систему ограничений задачи составляют уравнения балансов активных и реактивных мощностей в узлах схемы замещения:
;(5.2)
.(5.3)
Ограничения, соответствующие уравнениям балансов активных мощностей, имеют вид равенств. Также вид равенств имеют ограничения, соответствующие уравнениям балансов реактивных мощностей в узлах схемы, в которых нет регулируемых источников реактивной мощности. В тех узлах, где имеются регулируемые источники реактивной мощности, ограничения имеют вид двусторонних неравенств. Однако, с точки зрения используемых алгоритмов, целесообразно неравенства превратить в равенства, добавив к каждому из них балансную переменную. При этом диапазоны изменения балансных переменных будут соответствовать диапазонам регулирования соответствующих источников. В одном из узлов схемы (балансирующем) фиксируются модуль и фаза напряжения и ограничения балансов активной и реактивной мощности для этого узла отсутствуют. Таким образом, общее число ограничений типа равенств в системе ограничений (5.2,5.3) равно .
Вектор независимых переменных задачи составляют следующие параметры:
модули напряжений в узлах схемы замещения;
фазы напряжений в узлах схемы замещения;
продольные составляющие коэффициентов трансформации трансформаторов с регулированием под нагрузкой;
поперечные составляющие коэффициентов трансформации трансформаторов с регулированием под нагрузкой;
мощности источников реактивной мощности.
Ограничения на диапазон изменения независимых переменных в общем случае имеют вид двусторонних неравенств:
,(5.4)
.1 Методика решения задачи
Целевая функция (5.1) является нелинейной. Аналогичный характер имеют ограничения типа равенств. С учетом этих обстоятельств, минимизация целевой функции осуществляется в виде итерационного процесса, на каждом шаге которого решается задача квадратичного программирования. При этом предполагается замена в точке очередного приближения к решению исходной целевой функции квадратичной и линеаризация ограничений. Квадратичная целевая функция является по сути первыми двумя членами разложения в ряд Тейлора и имеет следующий вид:
(5.5)
где - вектор - градиент целевой функции;
- матрица Гессе, расчитанная на k-ой итерации.
; (5.6)
После линеаризации система ограничений имеет следующий вид:
, (5.7)
где - прямоугольная