Контрольные вопросы

1. Постановка задачи нелинейного программирования.

2. Прямой метод оптимизации

3. Метод неопределенных множителей Лагранжа.

4. Формулировка задачи распределения активной мощности между электростанциями. Принцип равенства относительных приростов.

5. Учет изменения потерь мощности в сети в задаче распределения активной мощности. Удельные приросты потерь в сетях.

6. Формулировка задачи распределения активной мощности между электростанциями с учетом режима напряжений в сети.

7. Формулировка задачи распределения реактивной мощности между источниками.

Лабораторная работа 3. Оптимизация режимов электрической сети по реактивной мощности и коэффициентам трансформации

Цель работы

Познакомится с технологиями расчетов оптимальных режимов электрической сети по реактивной мощности и коэффициентам трансформации с помощью специализированной программы.

1. Общие положения

Задача оптимизации режима электрической сети 110 кВ и выше по реактивной мощности и коэффициентам трансформации состоит в снижении затрат на передачу электроэнергии при обеспечении технических требований к оборудованию сети. Последние сводятся к ограничениям по отклонениям напряжения, по загрузке элементов сети, по мощности компенсирующих устройств и диапазонов РПН трансформаторов.

Для оптимизации режимов используются специализированные программы оптимизации, которые позволяют выполнять расчеты режимов оптимального распределения активной мощности между электростанциями, реактивных мощностей, напряжений и регулируемых коэффициентов трансформации.

При оптимизации режима по реактивной мощности и коэффициентам трансформации используется критерий минимума потерь мощности в сети. При этом считается, что активные мощности уже распределены между станциями оптимальным образом и в расчете принимаются неизменными величинами.

2. Программы оптимизации

Современные программы оптимизации установившихся режимов разработаны для:

• Групп режимов диспетчерских служб энергосистем и предприятий электрических систем;

• Служб оптимизации режимов энергообъедининий;

• Отделов проектирования электрических сетей проектных институтов.

Как правило, программы оптимизации входят в состав так называемых вычислительных комплексов, которые обладают следующими возможностями:

• расчет установившихся режимов энергосистем неограниченной размерности;

• эвивалентирование электрических сетей;

• расчет предельных режимов;

• оптимизация режима по реактивной мощности и коэффициентам трансформации;

• подготовка графической схемы сети с возможностью отображения и коррекции исходных данных и отображения результатов расчетов;

• коррекция и отображение исходных данных и результатов расчетов в графической форме.

В настоящее время широкое распространение получили программно-вычислительные комплексы (ПВК) Rastr (Неуймин В.Г.) и Anares (ООО “ИДУЭС»).

Задание

1. Для заданной схемы электрической сети небольшой размерности с помощью ПВК выполнить:

1. ввод исходных данных в соответствие с инструкцией к ПВК;

2. расчет начального установившегося режима максимальных нагрузок;

3. оптимизацию режима максимальных нагрузок по реактивной мощности одного существующего источника;

4. оценить величину снижения потерь при оптимизации:

5. оценку целесообразности расстановки дополнительных источников реактивной мощности в указанных узлах электрической сети. Для этого:

• найти оптимальное потокораспределение используя неограниченные значения реактивной мощности источников в максимальном и минимальном режимах без учета ограничений типа неравенств);

• выбрать из имеющихся узлов-претендентов те, которые имеют достаточно значимые величины реактивных мощностей источников. В остальных узлах убрать источники реактивной мощности;

• произвести повторную оптимизацию режимов максимальных и минимальных нагрузок и оценить величину снижения потерь от расстановки дополнительных источников реактивной мощности;

6. создать графическое изображение схемы сети и визуализацию на ней результатов расчета режима.

2. С помощью ПВК провести оптимизацию по реактивной мощности и коэффициентам трансформации схемы, заданной преподавателем. Для этого выполнить:

1. расчет начального установившегося режима;

2. оптимизацию режима максимальных нагрузок по реактивной мощности источников заданной схемы;

3. оценить величину снижения потерь от оптимизации;

4. оптимизацию режима максимальных нагрузок по реактивной мощности источников и коэффициентам трансформации заданной схемы;

5. оценить величину снижения потерь от оптимизации;

6. выявить очаги повышенных потерь в линиях электропередачи. Считать повышенными потерями линии, в которых плотность тока превышает 1 А/мм².

7. сделать предложения по снижению потерь в линиях с повышенными потерями путем установки дополнительных источников реактивной мощности в сети.