Методы расчета установившихся режимов электроэнергетических систем
Получение оптимальной сети по критерию минимальных издержек на передачу активной мощности, исходя из матрицы удельных затрат. Расчет установившегося режима по полученной схеме. Суммарное распределение нагрузки системы методом приведенного градиента.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.08.2009 |
| Размер файла | 30,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1
3
Задание
1) По матрице удельных затрат (рис.) получить оптимальную сеть по критерию минимальных издержек на передачу активной мощности
2) Рассчитать установившийся режим по полученной схеме без учета ограничений по реактивной мощности генерации, если требуется с учётом.
3) Рассчитать активные, реактивные потери в сети, определить уровень статистической устойчивости в сети.
4) Выполнить суммарное распределение суммарной нагрузки системы методом приведенного градиента при заданных расходных характеристиках генератора.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
2 |
10 |
2 |
7 |
10 |
||
|
2 |
1 |
2 |
8 |
1 |
|||
|
3 |
10 |
15 |
10 |
||||
|
4 |
1 |
10 |
|||||
|
5 |
15 |
||||||
|
6 |
В3=50+0,15Р3+0,015Р32
В5=40+0,12Р5+0,012Р52
В3=20+0,1Р6+0,008Р62
Таблица - Данные по узлам сети
|
№ |
Рн |
Qн |
Pг |
Qг |
Uном |
Огран. Qг |
|
|
1 |
110 |
||||||
|
2 |
40 |
30 |
10,5 |
||||
|
3 |
50 |
110 |
15 |
||||
|
4 |
50 |
45 |
10,5 |
||||
|
5 |
40 |
10,5 |
15 |
||||
|
6 |
20 |
10,5 |
15 |
Содержание
Введение
1. Расчет оптимальной сети по критерию минимальных издержек на передачу активной мощности
2. Расчет установившегося режима и потерь в сети
3. Расчет распределения суммарной нагрузки системы
методом приведенного градиента
Заключение
Список использованных источников
Введение
Теория и методы расчета установившихся режимов электрических систем имеют не только самостоятельное значение при их проектировании, но и являются основой всех видов расчетов, проводимых при оптимизации режимов. Расчеты установившихся режимов чаще всего проводят итерационными методами. Для эффективного решения таких задач инженерам-электрикам необходимо четко понимать структуру уравнений установившихся режимов, знать методы решения этих уравнений, их свойства и область применения.
1. Расчет оптимальной сети по критерию минимальных издержек на передачу активной мощности
В классической транспортной задаче возможна доставка продукта только непосредственно в пункт назначения. Для задачи по критерию минимальных издержек это условие исключается. Допускается передача энергии, когда доставка осуществляется транзитом через промежуточные пункты отправления (генерирующие) или назначения (нагрузочные).
Составим начальную транспортную матрицу таблица 1.
Таблица 1 - Транспортная начальная матрица
|
20 |
40 |
0 |
50 |
0 |
0 |
Ui |
||
|
0 |
0 |
2 |
10 |
2 |
7 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
0 |
1 |
2 |
8 |
1 |
-1 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
50 |
10 |
1 |
0 |
10 |
15 |
10 |
0 |
|
|
20 |
20 |
0 |
10 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
2 |
10 |
0 |
1 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
40 |
7 |
8 |
15 |
1 |
0 |
15 |
-9 |
|
|
0 |
0 |
0 |
40 |
0 |
0 |
|||
|
20 |
10 |
1 |
10 |
10 |
15 |
0 |
0 |
|
|
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
Vj |
10 |
1 |
0 |
10 |
9 |
0 |
Для полученного симплекса значение целевой функции будет рассчитываться по формуле:
Z=Ui*ai+Vj*bj
Рассчитаем для базисных элементов транспортной матрицы Ui и Vi по выражению (3):
C`ij=Cij-Ui-Vj (1)
Cii=0 (2)
Следует выражение:
Ui+Vj=0 (3)
Для того чтобы улучшить решение нужно рассчитать С`ij для свободных переменных по выражению (1). Занесём в таблицу 2 все рассчитанные элементы С`ij.
Таблица 2 - Элементы С`ij для начальной транспортной матрицы
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
0 |
11 |
20 |
2 |
8 |
20 |
|
|
2 |
-7 |
0 |
2 |
-7 |
0 |
2 |
|
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 |
10 |
|
|
4 |
2 |
11 |
20 |
0 |
2 |
20 |
|
|
5 |
6 |
16 |
24 |
0 |
0 |
24 |
|
|
6 |
0 |
0 |
10 |
0 |
6 |
0 |
Поскольку в таблице 2 присутствуют отрицательные элементы, поэтому полученное решение транспортной задачи не оптимально и его можно улучшить вводя свободную переменную в базис, для определения переменной выводимой из базиса необходимо определить цикл пересчета (таблица 3) в который переходит одна свободная переменная в данном случае X21, а остальные базисные.
Таблица 3 - Цикл пересчета
|
20 |
40 |
0 |
50 |
0 |
0 |
Ui |
||
|
0 |
0 |
2 |
10 |
2 |
7 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
0 |
1 |
2 |
8 |
1 |
-1 |
|
|
Q |
-Q |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
50 |
10 |
1 |
0 |
10 |
15 |
10 |
0 |
|
|
-Q+20 |
Q+20 |
0 |
10 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
2 |
10 |
0 |
1 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
40 |
7 |
8 |
15 |
1 |
0 |
15 |
-9 |
|
|
0 |
0 |
0 |
40 |
0 |
0 |
|||
|
20 |
10 |
1 |
10 |
10 |
15 |
0 |
0 |
|
|
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
Vj |
10 |
1 |
0 |
10 |
9 |
0 |
Q=20
После пересчета получим новую транспортную матрицу. Далее расчет аналогичен.
Таблица 4 - Транспортная матрица
|
20 |
40 |
0 |
50 |
0 |
0 |
Ui |
||
|
0 |
0 |
2 |
10 |
2 |
7 |
10 |
-3 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
0 |
1 |
2 |
8 |
1 |
-1 |
|
|
20 |
-20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
50 |
10 |
1 |
0 |
10 |
15 |
10 |
0 |
|
|
0 |
40 |
0 |
10 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
2 |
10 |
0 |
1 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
40 |
7 |
8 |
15 |
1 |
0 |
15 |
-9 |
|
|
0 |
0 |
0 |
40 |
0 |
0 |
|||
|
20 |
10 |
1 |
10 |
10 |
15 |
0 |
0 |
|
|
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
Vj |
3 |
1 |
0 |
10 |
9 |
0 |
Z=240
Таблица 5 - Элементы С`ij для транспортной матрицы
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
0 |
4 |
13 |
-5 |
1 |
13 |
|
|
2 |
0 |
0 |
2 |
-7 |
0 |
2 |
|
|
3 |
7 |
0 |
0 |
0 |
6 |
10 |
|
|
4 |
9 |
11 |
20 |
0 |
2 |
20 |
|
|
5 |
13 |
16 |
24 |
0 |
0 |
24 |
|
|
6 |
7 |
0 |
10 |
0 |
6 |
0 |
C`24 - min<0
Таблица 6 - Цикл пересчета
|
20 |
40 |
0 |
50 |
0 |
0 |
Ui |
||
|
0 |
0 |
2 |
10 |
2 |
7 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
0 |
1 |
2 |
8 |
1 |
-1 |
|
|
20 |
-Q-20 |
0 |
Q |
0 |
0 |
|||
|
50 |
10 |
1 |
0 |
10 |
15 |
10 |
0 |
|
|
0 |
-Q+40 |
0 |
-Q+10 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
2 |
10 |
0 |
1 |
10 |
-10 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
40 |
7 |
8 |
15 |
1 |
0 |
15 |
-9 |
|
|
0 |
0 |
0 |
40 |
0 |
0 |
|||
|
20 |
10 |
1 |
10 |
10 |
15 |
0 |
0 |
|
|
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
Vj |
10 |
1 |
0 |
10 |
9 |
0 |
Q=10
Таблица 7 - Транспортная матрица
|
20 |
40 |
0 |
50 |
0 |
0 |
Ui |
||
|
0 |
0 |
2 |
10 |
2 |
7 |
10 |
-3 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
0 |
1 |
2 |
8 |
1 |
-1 |
|
|
20 |
-30 |
0 |
10 |
0 |
0 |
|||
|
50 |
10 |
1 |
0 |
10 |
15 |
10 |
0 |
|
|
0 |
50 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
2 |
2 |
10 |
0 |
1 |
10 |
-3 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
40 |
7 |
8 |
15 |
1 |
0 |
15 |
-2 |
|
|
0 |
0 |
0 |
40 |
0 |
0 |
|||
|
20 |
10 |
1 |
10 |
10 |
15 |
0 |
0 |
|
|
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
Vj |
3 |
1 |
0 |
3 |
2 |
0 |
Z=170
Таблица 8 - Элементы С`ij для транспортной матрицы
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
0 |
4 |
13 |
2 |
8 |
13 |
|
|
2 |
0 |
0 |
2 |
0 |
7 |
2 |
|
|
3 |
7 |
0 |
0 |
7 |
13 |
10 |
|
|
4 |
2 |
4 |
13 |
0 |
2 |
13 |
|
|
5 |
6 |
9 |
17 |
0 |
0 |
17 |
|
|
6 |
7 |
0 |
10 |
7 |
13 |
0 |
Т. к. отрицательных элементов в таблице 8 нет, следует что полученное решение транспортной задачи в таблице 7 является оптимальным.
Схема оптимальной сети
Рис. 1
2. Расчет установившегося режима и потерь в сети
Рассчитаем установившийся режим методом Ньютона в форме баланса токов. Расчет проведем в декартовых координатах.
Расчет производим с помощью прикладной программы Machcad. В приложении 1 приведем расчет первых трех итераций.
Сведем в таблицу 9 полученные небалансы токов на семи итерациях расчета.
Таблица 9 - Небалансы токов на итерациях
|
№ итер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
W(I12) |
0.352 |
-0.409 |
-0.285 |
0.00033 |
0.00016 |
0.00005 |
0.00001 |
|
|
W(I13) |
-4.696 |
-0.068 |
0.05 |
0.00082 |
-0.00017 |
-0.00004 |
-0.00001 |
|
|
W(I14) |
0.448 |
-0.063 |
0.0035 |
0.00162 |
0.00033 |
0.000113 |
0.000035 |
|
|
W(I15) |
-3.744 |
-0.01 |
-0.04 |
0.00535 |
- .00251 |
-0.00075 |
-0.000237 |
|
|
W(I16) |
-1.839 |
0.011 |
-0.0001 |
-0.00014 |
-0.00084 |
-0.00025 |
-0.000079 |
|
|
W(I112) |
0.03 |
-0.208 |
-0.252 |
-0.175 |
-0.097 |
-0.054 |
-0.03 |
|
|
W(I113) |
-1.65 |
-0.507 |
-1.051 |
-0.039 |
-0.00134 |
-0.00015 |
-0.000131 |
|
|
W(I114) |
-0.258 |
-0.00065 |
0.0022 |
0.00288 |
-0.0002 |
-0.00006 |
-0.00002 |
|
|
W(I115) |
-1.65 |
-1.806 |
-0.047 |
-0.027 |
-0.00107 |
-0.00041 |
-0.000134 |
|
|
W(I116) |
-1.65 |
-0.175 |
-0.0041 |
-0.011 |
0.000049 |
0.000002 |
0 |
В результате решения установившегося режима получили напряжения в узлах. Полученные напряжения сведем в таблицу 10.
Таблица 10 - Напряжения в узлах
|
U, кВ |
||
|
U`2 |
100.679 |
|
|
U`3 |
9.431 |
|
|
U`4 |
90.539 |
|
|
U`5 |
8.592 |
|
|
U`6 |
9.591 |
|
|
U``2 |
4.321 |
|
|
U``3 |
1.754 |
|
|
U``4 |
2,061 |
|
|
U``5 |
1.392 |
|
|
U``6 |
0.942 |
Расчет потерь в сети на первых трех итерациях приведен в
приложении 1. После седьмой итерации расчета режима в сети потери равны:
Р= 9.291 МВт
Q= -24.75 Мвар
3. Расчет распределения суммарной нагрузки системы методом приведенного градиента
Расчет производим с помощью прикладной программы Machcad. В приложении 2 приведем расчет первых двух итераций.
Занесем в таблицу 11 начальные и рассчитанные активные мощности в генераторных узлах.
Таблица 11 - Мощности в генераторных узлах
|
№ итерации |
0 |
1 |
2 |
3 |
|
|
P3 |
|||||
|
P5 |
|||||
|
P6 |
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы была рассчитана оптимальная сеть. При расчете связей между узлами пользовался критерием минимальных издержек на передачу активной мощности. Также был рассчитан установившийся режим для рассчитанной сети до 7 итерации. После 7 итерации небалансы токов были сведены до значений близких к нулю. Были рассчитаны суммарные потери электрической энергии в системе в форме квадратичной зависимости от напряжения в узлах сети. При распределении суммарной нагрузки системы были проведены две итерации расчета.
Список использованных источников
Чемборисова Н.Ш., Пешков А.В. Методы расчета установившихся режимов электроэнергетических систем: Учебное пособие/ Амурский государственный университет - Благовещенск, 1998. - 120 с.
Идельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрических сетей и систем. М.: Энергоатомиздат, 1998.
Веников В.А., Жуков Л.А., Поспелов Г.Е. Режимы работы электрических сетей и систем. М.: Высшая школа, 1975.
Подобные документы
Электрические схемы разомкнутой и кольцевой сетей. Определение параметров установившегося режима электрической сети методом "в два этапа". Формирование уравнений узловых напряжений. Баланс мощности. Таблица параметров режима разомкнутой сети, его карта.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 22.09.2013Представление законов Кирхгофа в матричной форме и в виде системы уравнений. Переход к системе алгебраических уравнений относительно неизвестных токов в ветвях. Расчет значений узловых напряжений методом Гаусса. Устойчивость системы по критерию Гурвица.
курсовая работа [190,4 K], добавлен 03.11.2014Составление схемы замещения линий электропередачи и всего участка электрической сети. Расчет перетоков мощности в линиях. Составление баланса мощностей в схеме. Регулирование напряжения на стороне 10,5 кВ подстанции. Распределение напряжений в схеме.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.02.2013Формирование узловых и контурных уравнений установившихся режимов электрической сети. Расчет утяжеленного режима, режима электрической сети по узловым и нелинейным узловым уравнениям при задании нагрузок в мощностях с использованием итерационных методов.
курсовая работа [872,3 K], добавлен 21.05.2012Подготовка исходных данных для оптимизации режимов энергосистемы. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях и электростанциях. Экономичное распределение активной мощности между электростанциями по критерию: "минимум потерь активной мощности".
курсовая работа [375,4 K], добавлен 30.04.2015Подготовка исходных данных для оптимизации режимов энергосистемы. Определение коэффициентов формулы потерь активной и реактивной мощностей. Экономическое распределение активной мощности между электростанции по критерию: "Минимум потерь активной мощности".
курсовая работа [544,2 K], добавлен 29.08.2010Построение профилей суточных графиков электрических нагрузок потребителей по активной мощности. Номинальное напряжение в узле подключения нагрузки. Статическая характеристика реактивной мощности и параметры схемы замещения асинхронного электродвигателя.
лабораторная работа [182,5 K], добавлен 16.12.2014Выбор номинального напряжения сети. Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов. Расчет схемы замещения и выбор силовых трансформаторов. Определение радиальной сети. Расчет установившегося режима замкнутой сети без учета потерь мощности и с ее учетом.
курсовая работа [188,4 K], добавлен 17.04.2014Выбор номинального напряжения сети, мощности компенсирующих устройств, сечений проводов воздушных линий электропередачи, числа и мощности трансформаторов. Расчет схемы замещения электрической сети, режима максимальных, минимальных и аварийных нагрузок.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 25.01.2015Анализ расчета районной электрической сети. Характеристика электрифицируемого района, источника питания и потребителей. Составление баланса активной и реактивной мощности. Анализ расчётов основных режимов работы сети: расчет нагрузок, составление схем.
курсовая работа [593,6 K], добавлен 17.11.2011
