Курсовая работа (т): Комплексная оптимизация режима и оценивание состояния ЭЭС

a_б = 0,0012; b_б = 0,18; c_б = 8.

Таким образом, получим выражение расходной характеристики топлива частотоведущей станции:

. (2.6)

Найдем относительный прирост расхода топлива для каждой станции:

 (2.7)

А) Графический метод

Распределим активную нагрузку  МВт по критерию равенства относительных приростов (без коррекции потерь мощности) .

Баланс мощностей выглядит так: P₁ + P₂ + P_б = Р_н2 + Р_н3 + Р_н4 + ΔР, ΔР = const,

P₁ + P₂ + P_б = 613,023 МВт.

Для этого на графике  определяем относительный прирост расхода топлива, соответствующий  МВт, и проводим через эту точку прямую, параллельную оси абсцисс. Полученные результаты распределения мощности в узлах 1, 2 и Б соответствуют допустимым диапазонам работы .

Таким образом, получим распределение нагрузки:

Результаты расчета отображены в приложении А.

Исходя из этого, расход топлива в течение 10-11 часа рассматриваемых суток:

Б) Аналитический метод

Распределение мощности генерации по электрическим станциям производится с учетом баланса мощностей, а экономичным считается режим, когда относительные приросты потерь равны ():

Полученные результаты распределения мощности в узлах 1, 2 и Б соответствуют допустимым диапазонам работы :

Исходя из этого, расход топлива в течение 10-11 часа рассматриваемых суток:

2.2 Определение суточного расхода топлива электрических станций

Суточное распределение мощности по станциям (при отсутствии предела по мощности в балансирующем узле) в остальные интервалы времени производится с использованием программы Excel.

Расчет распределения нагрузки между станциями для каждого часа с учетом ограничений производим аналитическим методом, используя систему линейных уравнений

где Р_ч - энергия, производимая 3-мя станциями в каждый конкретный час.

Результаты расчетов для остальных интервалов сведены в таблицу 2.2.1

Таблица 2.2.1 - Распределение нагрузки между станциями

Суточные графики для трех станций изображены на рисунках 2.2.1 - 2.2.3.

Рисунок 2.2.1 - Суточный график для первой станции

Рисунок 2.2.2 - Суточный график для второй станции

Рисунок 2.2.3 - Суточный график для балансирующей станции

Для каждого интервала времени для каждой станции определим  с учетом зольности (30%).

Например, для интервала 10-11 для первой станции:

т.у.т.

Аналогично определяем  для других станций и всех временных интервалов. Результаты расчета сведены в таблицу 2.2.2

Таблица 2.2.2 - Суточная потребность станций в топливе

Из таблицы.

Для первой станции в сутки необходимо - 2398,56 т.у.т.

Для второй станции в сутки необходимо - 2133,72 т.у.т.

Для балансирующей станции в сутки необходимо - 1716,71 т.у.т.

Общая потребность в топливе 3 станций - 6248,98 т.у.т.

Суточные графики расхода топлива для трех станций изображены на рисунках 2.2.4 - 2.2.6.

Рисунок 2.2.4 - График расхода топлива для первой станции

Рисунок 2.2.5 - График расхода топлива для второй станции

Рисунок 2.2.6 - График расхода топлива для балансирующей станции

2.3 Распределение реактивной мощности между источниками

Реактивная мощность во всей сети равна

,

где        - прогнозное значение потребления реактивной мощности в сети;

  -        потери реактивной мощности в продольных элементах сети;

    -        зарядная мощность линий.

Потери реактивной мощности примем учтенными в виде коэффициента, который условно принимается равным k_q = 0.12.

.

258,43 МВАр.

Найдем зарядную мощность каждой ветви и учтем ее в реактивной нагрузке узлов (см. начало пункта 2.1).

Суммарная зарядная мощность сети:

Тогда

.

Учитывая баланс реактивной мощности в ЭСС, запишем систему уравнений:

При допущении, что коэффициент мощности на всех станциях одинаков, найдем

Тогда .

Тогда распределение реактивной мощности между источниками:

2.4 Расчет электрического режима по коэффициентам токораспределения

Поскольку сеть однородная, то расчет удобнее производить по эквивалентным длинам. На рисунке 2.4.1 изображена схема сети с условными направлениями токов.

Рисунок 2.4.1 - Схема сети с условно-положительными направлениями токов

Составим матрицу коэффициентов токораспределения. Для этого будем прикладывать единичный ток к каждому узлу (кроме базисного) по очереди, «отбрасывая» при этом все остальные нагрузки и генерации (рис. 2.4.2).

Рис. 2.4.2 - Расчет матрицы токораспределения

Если направление тока совпадает с условно положительным направлением тока, то коэффициент положительный. Если не совпадает, то - коэффициент отрицательный.

Тогда матрица токораспределения имеет вид:

,

где, например, коэффициент , учитывающий распределение тока в первой ветке от первого узла, находим следующим образом:

Умножив матрицу потокораспределения на вектор узловых мощностей, найдем потокораспределение в сети:

Рисунок 2.4.3 - Потокораспределение активной мощности в сети

2.5 Решение «задачи Q»: оптимизация режима по реактивной мощности из условия минимума потерь активной мощности

Задача оптимизации по реактивной мощности заключается в минимизации суммарных потерь активной мощности по энергосистеме. Потери активной мощности являются функцией как потоков по линиям активной мощности, так и потоков реактивной мощности. Эта зависимость выражается формулой:

Согласно приведенной выше формуле для оптимизации режима по реактивной мощности необходимо знать потокораспределение реактивной и активной мощностей по ветвям. Для этого сначала запишем выражения для реактивной мощности в узлах с учетом генерации в ЛЭП.

Приведенная реактивная нагрузка узла  определяется по формуле:

где k - количество подходящих к узлу линий.

Расчеты сведены в таблицу 2.5.1.

Таблица 2.5.1 - Узловая реактивная мощность