Файл: Падалко Л.П. Математические методы оптимального планирования развития и эксплуатации энергосистем учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 134
Скачиваний: 0
|
К о э ф ф и ц и е нт |
а определяется из в ы р а ж е н и я |
|
|
(grad F • grad R) |
0,528 + 0,56 + 0,62 |
|
0 |
= |
Щ2 |
|
|
[grad |
|
|
= —0,5693, |
|
|
|
где |
grad R=(l, 1, ! ) • |
|
Задание начального приближение нагру зок электростанции
икоэффициентах
1
Расчет градиента Функции и новых значении нагрузок
Проверка условия окон чания итерационного расчета по тормиле
не окончен I Икончен
Т
Проверка условия баланса мощностей
всистеме
\Не выполнен\выпопнен
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
Выбор нового |
Расчет |
|
|||
|
|
значениякаэт |
окончен |
|
|||
|
|
срициентаА |
Р и с . 2.15. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда получаем: |
|
|
|
||||
|
|
/0,528 \ |
/ |
1 \ |
/ |
—0,0413 |
|
r= |
І |
0,560 |
|
- 0 , 5 6 9 3 |
і |
= |
- 0 , 0 0 9 3 |
|
\ 0,620 |
/ |
\ |
1 У |
\ |
0,051 |
|
Определяем |
новые значения |
переменных: |
|||||
Р\ |
= |
180 + 0,0413-100 = |
184,14; |
|
Р£ = |
200 + 0,0093 • 100 = 200,93; |
|
|
|
|||
PI = |
220 — 0,051-100 = 214,93. |
|
|
|
|||
Проверяем |
условие |
(2.23) и у б е ж д а е м с я , |
что |
оконча |
|||
тельное решение еще не получено. Переходим |
к |
следую |
|||||
щему шагу. Д л я |
новых |
значений |
переменных |
градиент |
|||
целевой |
функции будет |
равен: |
|
|
|
||
d F |
= 0,534; |
- ^ - = 0,562; |
_ ^ L = 0 , 6 1 . |
|
|||
дРг |
|
|
дР„ |
|
дР |
|
|
Определяем |
коэффициент а: |
|
|
|
|||
|
0,534 + |
0,562 + 0,61' |
A , v |
|
|
||
0 = |
|
|
|
= — и , о / . |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Новое направление: |
|
|
|
|
|||
|
0,534 |
|
|
|
|
|
|
г = | |
0,562 |
| - |
0,57 |
|
|
|
|
0,610 Новые значения (переменных:
Р\ = 184,14 + 0,036-100 = 187,74;
Р\ = 200,93 + 0,008-100 = 201,73;
Р\ = 214,93 — 0,04-100 = 210,93.
Так как условие |
(2.23) |
не выполняется, |
переходим |
к |
|||
третьему шагу. |
|
|
|
|
|
|
|
Последующие |
результаты |
расчета |
показаны |
в |
|||
табл . 2.8. |
|
|
|
|
|
|
|
К а к видно, и в этом случае процесс решения сходится |
|||||||
к оптимальным значениям переменных. |
|
|
|
|
|||
Оптимальное развитие |
схемы |
электрической |
сети. |
||||
Электрическая сеть |
представляет |
собой |
непрерывно |
р а з |
|||
вивающуюся систему. Это обусловлено |
тем, что вслед |
ствие роста нагрузок существующих потребителей и по явления новых постоянно возникает необходимость по вышения пропускной способности сети и привязки но-
136
Нагруз
Рх
р* р3
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
2.8 |
|
1 J 2 |
|
Итерации |
|
|
|
|
|
0 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
3» |
|
180 184,14 187,74 190,54 192,8 |
194,4 |
194,74 197,49 |
198,4 |
204 |
||||
200 200,93 201,73 |
202,36 |
202,59 201,59 |
202,83 202,93 |
203 |
203 |
|||
220 214,92 210,93 |
207,53 |
204,7 |
202,2 |
200,73 198,3 |
197,3 |
193 |
вых потребителей к существующей системе электроснаб жения . П о своему характеру эта з а д а ч а является дина
мической, так ка к необходимо знать план развития |
сети |
для 'каждого года расчетного периода при заданном |
за |
коне роста нагрузок за этот период. Д и н а м и ч е с к а я |
по |
становка представляет усложненный вариант нелинейной
модели, поэтому мы рассмотрим здесь |
упрощенную, ста |
|
тическую постановку. З а д а ч а при этом |
будет |
формулиро |
ваться так: при з а д а н н ы х схеме и п а р а м е т р а х |
существую |
щей электрической сети, месторасположении и нагрузках новых и существующих потребителей энергии требуется найти оптимальный способ привязки новых потребите лей к существующей сети, а т а к ж е оптимальный вариант повышения ее пропускной способности.
П о д потребителями в данной постановке понимаются понизительные т р а н с ф о р м а т о р н ы е подстанции. В качест ве мероприятий п о повышению пропускной способности будем предусматривать сооружение линий электропере дачи.
Д а н н а я з а д а ч а |
представляет собой обобщение з а д а |
чи, рассмотренной |
в § 1.10 (стр. 73—77). Хотя она т а к ж е |
дана в статической постановке, тем не менее не лишена практического значения. Такой подход соответствует по этапному методу решения в п р а к т и к е проектных органи
заций, когда |
схема |
развития сети определяется |
исходя |
из заданного |
уровня |
электропотребления на конец |
како |
го-либо этапа, например пятилетки .
Д а д и м математическую формулировку задачи в п р е д положении однородности р е ж и м а энергопотребления всех потребителей. Напомним, что под этим условием понимаются совпадение во времени максимальных на грузок потребителей и аналогия конфигурации их суточ ных графиков . Последнее позволяет принимать одинако вым дл я всех потребителей число часов использования
137
м а к с и м а л ь н ой нагрузки и, следовательно, одинаковое число часов максимальных потерь д л я всех линий сети, как существующих, т а к и вновь проектируемых. Крите рий оптимальности, требующий минимизации затрат, связанных с сооружением и эксплуатацией линий элект ропередач, выглядит так:
I т |
|
п |
п |
II |
\ |
|
|
|
|
™ п |
2 |
2с //(%) + 2 |
2 с Л ) • |
|
|
|
|||
W=i/=i |
1=1/=і |
) |
|
|
|
||||
Д л я |
существующих |
линий |
в з а т р а т а х |
cij{x-,j) |
учи |
||||
тывается |
стоимость потерянной |
энергии |
їв проводах. |
Эта |
|||||
•составляющая з а т р а т |
определяется из |
в ы р а ж е н и я |
|
||||||
|
|
|
(J2 Г //Т |/Р> |
|
|
|
|
|
|
хи |
|
- |
нагрузка |
линии в максимальном режиме; |
|||||
Гц |
|
- |
а кти в но е с on р оти вл ен и е; |
|
|
|
|||
ти |
|
- |
число часов м а к с и м а л ь н ы х |
потерь; |
|
||||
Р |
- стоимость |
1 квт-ч |
потерянной |
энергии; |
|
и— номинальное н а п р я ж е н и е линии.
Д л я вновь сооружаемых линий с,-/*,-,) — это при веденные з а т р а т ы , связанные с сооружением и эксплуа тацией. Эти з а т р а т ы могут определяться в виде функции от нагрузки по кривым, показанным на рис. 1.4. Эти кри вые в нашей модели д о л ж н ы быть аппроксимированы ли нейными функциями вида (1 .39).
Таким образом, наличие нелинейной, квадратичной зависимости затрат от нагрузки д л я существующих ли ний и линейной зависимости для допустимых к сооруже
нию новых |
линий делает |
целевую функцию |
нелинейной. |
К дополнительным условиям задачи относится требо |
|||
вание баланса мощности |
в м а к с и м а л ь н о м |
р е ж и м е во |
|
всех узлах |
сети: |
|
|
m + n |
т+п |
|
|
<=1 |
i=i |
|
|
К р о м е того, помимо условий первого закона Кирхго фа, необходимо в ограничениях з а д а ч и учитывать т а к ж е и второй закон Кирхгофа для существующей сети, если последняя замкнута по своей конфигурации и работает
138
в замкнутом режиме . К а к и м образом д о л ж н о происхо дить в существующей сети иотокораспределение в соот
ветствии со в т о р ы м |
законом |
Кирхгофа? Это зависит |
от |
|||
параметров сети. В частности, если сеть включает |
линии |
|||||
только одного номинального |
н а п р я ж е н и я , т. е. в |
случае |
||||
ее однородности, то |
в сети д о л ж н о соблюдаться |
естест |
||||
венное потокораспределание, |
так к а к такое |
распределе |
||||
ние |
оказывается близким к |
экономическому. |
Если ж е |
в |
||
сеть |
входят линии |
разного |
номинального |
напряжения, |
т.е. в случае ее неоднородности, то целесообразно в та кой сети соблюдать экономическое потокораапределение,
т.е. распределение в зависимости от активных сопротив лений.
Выбор экономического потокораспределения объясня
ется тем, что эксплуатация такой |
сети в р е ж и м е естест |
венного потокораспределения экономически нецелесооб |
|
разна из-за дополнительных потерь энергии, вызванных |
|
уравнительными потоками. В реальных условиях ее эк |
|
сплуатации будут осуществляться различные мероприя |
|
тия (установка трансформаторов |
продольно-поперечного |
регулирования, р а з м ы к а н и е |
сети) по п р и б л и ж е н и ю ре |
ального потокораспределения |
к экономическому. |
В математическом виде это требование применитель но к однородной сети может быть записано так:
S V / / = °-
Суммирование производится п о всем независимым кон турам существующей сети.
К а к видно из приведенных выше математических формулировок целевой функции и ограничений, мы ис
пользуем |
только активные |
нагрузки, |
хотя потери энер |
гии в сети |
зависят т а к ж е |
и от реактивных потоков. Та |
|
кое упрощение объясняется |
тем, что потребность системы |
||
в реактивной мощности покрывается |
з а счет установки в |
местах ее дефицитов компенсирующих устройств и сеть высокого н а п р я ж е н и я р а б о т а е т с высоким коэффициен том мощности. В результате влияние реактивной мощно сти на величину потерь оказывается значительно мень шим, чем активной, и поэтому учетом ее в рассматривае мой з а д а ч е м о ж н о пренебречь.
Н а рис. 2.16 показано графическое изображение ус ловного примера сформулированной задачи . Оплошными
139