Комплексная оптимизация режима и оценивание состояния ЭЭС

Решая систему относительно , получаем значения:

.

Распределение реактивной мощности в сети определяется как:

.

При подстановке значений в (4.4) потоки в линиях:

МВАр;

МВАр;

МВАр;

МВАр;

МВАр.

Таким образом, получили следующие вектора напряжений в узлах:

Полученные параметры режима и потокораспределение по результатам расчета режима показаны на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Потокораспределение в сети по результатам расчета режима

4.2 Оценивание состояния ЭЭС

Для определения дополнительных (избыточных) телеизмерений найти наиболее загруженную электропередачу и поток в ней обозначить как Р_x и принять . Место телеизмерения показано в исходных данных (узел 4). Далее принять в качестве ТИ:

Дополнительные уравнения по ТИ:

МВт;

кВ.

Оценивание состояния ЭСС по активной мощности

Оценивание состояния ЭЭС по активной мощности выполняется по выражениям:

где G- матрица нормативных весовых коэффициентов.

Расчет нормативных коэффициентов для уравнений производится с учетом условия, что достоверность телеизмерений в два раза выше, чем псевдоизмерений. Для первого и второго узла мы имеем данные как телеизмерений, так и псевдоизмерений, поэтому при расчете используем средневзвешанные весовые коэффициенты, которые находятся по формуле:



Оценивание состояния (ОС) производится с помощью трансформации Гаусса. Его суть сводится к следующему:

· для упрощения левую часть системы уравнений (4.5) представляем в виде;

· умножим обе части на транспонированную матрицу , ;

· задача ОС сводится до решения системы уравнений,

где , .

Подставляя известные значения в уравнение первое из (4.1), получаем:

Формируем матрицу А. Умножая каждую строку матрицы проводимости на соответствующий ей коэффициент , а также на квадрат напряжения, получаем:



В результате трансформации Гаусса имеем:

Тогда, для нахождения ,необходимо решить систему уравнений:

При решении системы уравнений в матричном виде подставляемые величины не показываются, так как они либо уже приводились, либо очевидны (случай с транспонированной матрицей).

Получен результат:

При подстановке полученных значений углов в систему уравнений (4.1) определяются значения активных мощностей в узлах:



При подстановке значений в (4.3) потоки в линиях:

МВт;

МВт;

МВт;

МВт;

МВт.

Оценивание состояния ЭСС по реактивной мощности

Оценивание состояния ЭЭС по реактивной мощности выполняется по выражениям:

где G- матрица нормативных весовых коэффициентов.

Расчет нормативных коэффициентов для уравнений производится с учетом условия, что достоверность телеизмерений в два раза выше, чем псевдоизмерений. Зарядная мощность линии рассматривается как псевдоизмерение. По формуле (4.6):



Производится оценивание состояния с помощью трансформации Гаусса.

Подставляя известные значения в уравнение второе из (4.1), получаем:

Формируем матрицу А. Умножая каждую строку матрицы проводимости на соответствующий ей коэффициент , а также на напряжение базы, получаем:



В результате трансформации Гаусса имеем:

Тогда, для нахождения ,необходимо решить систему уравнений:

При решении системы уравнений в матричном виде подставляемые величины не показываются, так как они либо уже приводились, либо очевидны (случай с транспонированной матрицей).

Получен результат:

При подстановке полученных значений модулей напряжений в систему уравнений (4.1) определяются значения реактивных мощностей в узлах:



Мощность в узле 4 с учетом связи с базисным узлом:

МВАр.

При подстановке значений в (4.4) потоки в линиях:

МВАр;

МВАр;

МВАр;

МВАр;

МВАр.

Таким образом, получили следующие вектора напряжений в узлах:



Полученные параметры режима и потокораспределение по результатам оценивания состояния показаны на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Потокораспределение в сети по результатам расчета оценивания ЭЭС



Заключение

В ходе курсового проекта были поэтапно решены все поставленные задачи оптимизации, а именно: прогнозирование, оптимизация, а также оценивание состояния.

На основании исходных данных в части прогнозирования было определено значение суммарной нагрузки в рассматриваемой электроэнергетической системе для заданного периода времени. Для использования выбрана модель на основе синусоидальной аппроксимации.

В соответствии с полученными данными в части оптимизации решена задача распределения нагрузки между станциями различными методами (для нагрузки с 5% потерь активной мощности, а также с уточненными потерями). Для решения задачи оптимального распределения активной и реактивной мощности использованы графические и аналитические методы, в том числе, методы комплексной оптимизации. Более эффективным оказался обобщенный метод Ньютона, который дал наименьший расход топлива. При расчете оптимального режима с условием ограничения перетока мощности по линии установлена необходимость режима работы электростанций с повышенным расходом топлива из-за ограничений по генерации одних станций и увеличении генерации на других.

Произведен расчет одного из оптимальных режимов по упрощенным моделям для активной и реактивной мощности. При условии заданных погрешностей и различной достоверности информации выполнено оценивание состояния рассматриваемой электроэнергетической системы. Исходя из полученных данных, рассчитан электрический режим для случая, отсутствия и наличия избыточной информации. Небольшое расхождение полученных значений показывает, что результаты оценивания состояния возможно применять для решения других задач.

Библиографический список

1. Бартоломей П.И., Паниковская Т.Ю. Оптимизация режимов энергосистем: Уч. пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 164 с.

2. Бартоломей П.И. Информационное обеспечение задач АСДУ энергосистем: Уч. пособие. Екатеринбург: изд. УГТУ, 1998.

3. Арзамасцев Д.А., Бартоломей П.И., Холян А.М. АСУ и оптимизация режимов энергосистем. М.: Высшая школа, 1983.

4. Бартоломей П.И., Паздерин А.В., Паниковская Т.Ю., Шелюг С.Н. Теория и практика в оптимизации режимов ЭЭС. Уч. пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009.60с.

5. Бартоломей П.И., Ерохин П.М., Неуймин В.Г., Паниковская Т.Ю. Конкурентные рынки электроэнергии. Учебное пособие. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2006 г. 88 с.

6. АСУ и оптимизация в электроэнергетических системах: методические указания для выполнения лабораторных работ / П.И.Бартоломей, А.В.Паздерин. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007.

Размещено на Allbest.ru