Файл: Падалко Л.П. Математические методы оптимального планирования развития и эксплуатации энергосистем учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.07.2024

Просмотров: 133

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

л и н и я ми у к а з а н а существующая сеть, пунктирными —

допустимые к сооружению новые линии

электропередачи .

В принципе необходимо считаться с тем, что

к а к в

существующей сети, т а к и во вновь развиваемой

могут

быть линии разных

номинальных

напряжений .

Это в

действительности имеет место, т а к

к а к

повышение

про­

пускной способности

и р а з в и т и е

сети

осуществляются

путем надстройки над

существующей

сетью сети

более

Р и с 2.16.

высокого номинального напряжения . Это приводит к из­ менению функций линий разного н а п р я ж е н и я в р а с с м а т ­ риваемом районе, существующие системы линии стано­ вятся распределительными по их назначению, в то время как вновь сооруженные выполняют теперь функции си­ стемных и межсистемных.

Возможность появления линий нескольких номиналь­ ных напряжений в развиваемой сети обусловливает не­ обходимость учета в математичеокой модели задачи за­

трат на т р а н с ф о р м а т о р н ы е

подстанции. В частности, ес­

ли на трассе 1—4 окажется

целесообразным сооружение

линии с новым напряжением, то это потребует либо рекон­ струкции, либо расширения действующей подстанции в

узле 4 в связи

с появлением там дополнительного

на­

п р я ж е н и я . П р и

этом

в математической

модели

д о л ж н ы

быть предусмотрены

такие варианты,

как з а м е н а

су­

ществующего двухобмоточного трансформатора

трехоб-

моточным и установка

дополнительного

двухобмоточного

либо трехобмоточного трансформатора . Эти требования в принципе могут быть учтены в математической модели, однако в нашей з а д а ч е мы ограничиваемся отображением только линий электропередачи.

140

Р е ш е н ие сформулированной математической

модели

определяет искомую конфигурацию сети в том

смысле,

что допустимые к (сооружению новые линии, д л я

которых

потоки мощности о к а з ы в а ю т с я равными или близкими нулю, исключаются из сети. Оставшиеся линии форми­

руют структуру

оптимальной

сети.

Численного примера

решения рассматриваемой з а д а ч и

д а в а т ь не будем,

т а к

к а к иллюстрация

применения

методов нелинейного

про­

граммирования была приведена в двух п р е д ы д у щ и х за­ дачах .

Приведенными выше ограничениями двух типов не исчерпываются все дополнительные условия рассматри ­ ваемой задачи . В реальной постановке приходится учи­ тывать р я д дополнительных требований, зависящих от

специфики моделируемой сети. Отметим

эти требования

с целью наиболее полной инженерной

характеристики

исследуемой

задачи .

 

 

 

К числу в а ж н е й ш и х

относятся ограничения по

уровню

н а п р я ж е н и я

в узлах

сети. Поскольку в

нашей

модели

используются нагрузки максимального режима, то огра­ ничения по н а п р я ж е н и ю в этой модели формулируются для максимального режима . П р и записи этих ограниче­ ний необходимо, помимо активной загрузки линий, учи­

тывать т а к ж е и реактивную, поскольку

составляющая

потери н а п р я ж е н и я от реактивной мощности

п р е д с т а в л я ­

ет заметную величину в общем размере

потерь,

особен­

но для линий более высокого напряжения -

Это

может

быть учтено приближенно с п о м о щ ь ю t g

ф,

характерного

для линий соответствующего класса напряжения . В ре­

зультате

о б щ а я

математическая

запись этого

ограниче­

ния

будет иметь

вид

 

 

 

 

Uf» <

U6.„ -

Д U, -

А £/р < t/™»,

 

 

где

^ б . п —

н а п р я ж е н и е балансирующего узла;

 

 

AUa

—

потеря

н а п р я ж е н и я

от балансирующего уз­

 

 

 

л а до

t-ro,

обусловленная потоками

актив­

 

 

 

ных

мощностей;

 

 

 

 

AUp

—

потеря

н а п р я ж е н и я

от балансирующего уз­

 

 

 

ла до і-го, обусловленная реактивными по­

 

 

 

токами;

 

 

 

 

£ / m a X ) Цт\п—

П р Є Д Є Л Ь Н О

Д О П у С Т И М Ы е М а К С И М Э Л Ь Н Ы е

И М И -

 

 

 

нимальные

уровни

н а п р я ж е н и я в

і-м

узле.

141

Следует отметить, что при выборе параметров линий электропередачи по экономическим соображениям уров ­ ни напряжения в питающих сетях н а п р я ж е н и е м 35 кв и выше, как правило, выдерживаются в допустимых пре­ делах . Этому благоприятствует т а к ж е возможность ре­ гулирования напряжения . Поэтому в таких сетях схем­

ные

мероприятия,

как - то: сооружение дополнительных

цепей

и линий д л я

поддержания н а п р я ж е н и я в макси ­

мальном режиме, не осуществляются. В сетях сверхвы­

соких

напряжений (500, 750

кв) т а к ж е

не предусматри ­

ваются

схемные

мероприятия, т а к к а к

н а п р я ж е н и е под ­

держивается с

помощью

компенсирующих устройств,

установленных в промежуточных и конечных пунктах ли­ нии. В распределительных сетях уровни н а п р я ж е н и я в узлах сети в максимальном режиме являются во многих случаях определяющими для выбора параметров ее (се­

чений, номинального н а п р я ж е н и я ) ,

и в некоторых случа­

ях могут быть оправданы схемные

мероприятия.

И н а ч е обстоит дело с учетом напряжений в устано­ вившихся послеаварийных режимах . Именно эти режи ­ мы во многих случаях могут быть определяющими при выборе схемы и п а р а м е т р о в электрических сетей. Одна ­ ко формулировка в математическом виде этих ограниче­ ний при выборе схемы электрической сети затрудни ­ тельна. Поэтому учет их возможен после построения окончательной схемы и ее корректировки. Этот фактор весьма существен для сетей всех типов.

Д л я

основных сетей

объединенных

электроэнергети­

ческих

систем в а ж н ы м

фактором, требующим учета,

яв ­

ляется

статическая и динамическая

устойчивость.

При

этом, ,как и в случае учета (напряжений, определяющими являются послеаварийные режимы . В ы б и р а я пропускную способность отдельных линий, необходимо исходить из

наиболее т я ж е л ы х режимов . Математическая

формули ­

ровка этих

требований

т а к ж е затруднительна,

т а к как

предельная

з а г р у з к а к а к

существующих, т а к и

допусти­

мых к сооружению новых линий по устойчивости

зависит

от схемы сети, которая п о д л е ж и т определению.

 

И, наконец, весьма существенный фактор,

требую­

щий учета при .решении .рассматриваемой задачи, — на ­

дежность

электроснабжения

потребителей.

В о з м о ж н ы

различные

в а р и а н т ы учета

этого требования.

Один из

них — это включение ущерба у потребителей, в ы з в а н ­ ного аварийным перерывом электроснабжения, в целе-

142

вую функцию.

О д н а к о реализация такого подхода

з а ­

труднительна, т а к как, во-первых,

не всегда

удается

по ­

лучить достоверные сведения об экономическом

у щ е р б е ;

во-вторых,

не д л я всех потребителей

ущерб

от

переры­

ва

может

быть

определен

в д е н е ж н о м

в ы р а ж е н и и ,

 

хотя

эти

потребители

требуют

весьма н а д е ж н о г о электроснаб ­

жения из-за морального ущерба,

и, в-третьих, д а ж е

при

наличии характеристик у щ е р б а у потребителей

решение

задачи требует

слишком

большой

вычислительной

р а б о ­

ты, нереальной

д л я существующих

Э Ц В М .

 

 

 

 

 

Второй в а р и а н т подхода к решению — это задание-

для

отдельных

потребителей нормируемых п о к а з а т е л е й

надежности, н а п р и м е р в виде вероятностных

х а р а к т е р и ­

стик, зависящих

от схемы

и п а р а м е т р о в сети. Такой

 

под ­

ход

т а к ж е

требует большого

объема

расчетов,

т а к

к а к

нужно для к а ж д о г о пункта сети производить

с л о ж н ы й

расчет вероятностного показателя

надежности

и

сопо­

ставлять его с

нормируемым .

Аналитическое

решение

этой задачи весьма сложно.

Наиболее практически реализуемый в а р и а н т учета надежности получим, если требование по ее учету с ф о р ­ мулируем как условие двустороннего питания наиболее ответственных потребителей. Хотя математическая з а ­ пись этого условия оказывается громоздкой, практиче­ ская реализация такого условия осуществляется просто с помощью специального алгоритма .

Необходимость учета всех перечисленных выше ф а к ­ торов при построении схемы сети обусловливает невоз ­ можность использования для решения такой расширенной задачи стандартных методов нелинейного программиро ­

вания. Д л я

ее решения более эффективными

о к а з ы в а ю т с я

комбинаторные

методы,

рассмотрение

которых

вы­

ходит за

рамки данной

книги. Сказанное, однако,,

не исключает

полезности

использования

методов

не­

линейного программирования д л я решения задачи в ее-

ограниченной постановке.

Полученные при этом

реше ­

ния, которые н а з ы в а ю т с я

локальными

оптимумами,

м о ж ­

но сопоставить друг с другом, предварительно скорректи­ ровав их с учетом дополнительных требований, с ц е л ь ю выбора наилучшего решения (абсолютного оптимума) .

143

Смотрите также файлы