4.1.4 Оптимальний розподіл навантаження в еес з гідроелектростанцією без обліку втрат в мережах

Для кожної ГЕС у межений період року може бути визначена добова витрата води . Навантаження ГЕС протягом доби повинні вибиратися за умовою реалізації обмежуючої функції витрати води

де - средньочасова витрата води через ГЕС, що визначає її средньочасове навантаження.

Навантаження для ГЕС, що працюють у ЕЕС, може вибиратися за умовою мінімуму сумарної витрати палива в ній при дотриманні для ГЕС умови

При рішенні задачі оптимізації розподілу навантаження між ТЕС і ГЕС виникає необхідність порівняння витрат двох різних по своїй природі енергоносія-води і палива. Для эквівалентирування ОП витрати палива і води вводиться эквівалентний множник на який збільшується ОП розходу води для порівняння з ОП витрати палива. Эквівалентируючий множник є невизначеним множником, і його значення знаходиться тільки в процесі розрахунку навантажень електростанції, що входять у ЕЕС. При розподілі навантаження між ТЕС і ГЕС цільовою функцією є добова витрата палива в системі, що залежить від навантаження всіх електростанцій, що працюють у ЕЕС, для кожного часу і складається із суми часових витрат палива по системі за добу. Обмежуючими функціями служать часовий баланс потужності в системі і добовий баланс води для кожної ГЕС.

Пошук мінімуму цільової функції, що здійснюється різними математичними методами, приводить до умови розподілу навантаження для кожної години по рівності відносних приростів витрати енергоносія, эквівалентированини коефіцієнтами для кожної ГЕС:

(4.5)

де -відносний приріст витрати палива на і-й ТЕС; - відносний приріст витрати води на j-й ГЕС з m ГЕС, що працюють у системі; - невизначений множник для j-й ГЕС.

Рішення задачі оптимального розподілу навантаження між електростанціями ЕЕС, що має трохи ТЕС і ГЕС, вимагає виробництва великої кількості розрахункових операцій по спільному рішенню рівнянь, що визначають як часове навантаження всіх електростанцій, так і добовий баланс води кожної ГЕС при наявності невизначеності коефіцієнтів . Задача звичайновирішується інерційним методом окремо для кожної години при довільно заданому значенні незмінному протягом доби. Після розподілу навантаження кожного часу доби і визначення добової витрати води для кожної ГЕС перевіряється обмежуюча функція . Якщо, наприклад, мав місце перевитрата води, то зменшується навантаження даної ГЕС, а отже, збільшується коефіцієнт і навпаки. Після зміни останнього виробляється повний перерахунок навантажень всіх електростанцій для кожного часу доби. Так, послідовним наближенням і зважується задача оптимального розподілу навантажень електростанцій, одночасно визначається значення коефіцієнтів для всіх ГЕС системи.

4.1.5 Розподіл навантажень між електростанціями еес при обліку втрат у мережах

При розподілі електричної енергії між споживачами в мережах різних категорій виникають втрати як активної , так і реактивної потужностей. Повні втрати є комплексна величина .

У першу чергу для оптимізації режиму роботи електростанцій враховуються активні втрати, що являють собою суму втрат у всіх лініях, що зв'язує вузли виробництва з вузлами споживання електроенергії. У мережі, що складається з l сполучних ліній, кожна з який має активний опір де 1 , втрати активної потужності визначаються многочленом.

,

де -струм у лінії s; мережно активна і реактивна потужності лінії; - середня напруга лінії.

При обліку втрат у мережі рівняння балансу активної потужності, що визначає функцію обмеження , записується:

,

Цільова функція і функція Лагранжа залишаються без змін. Критерій розподілу визначиться прирішенні n-1 рівнянь Ейлера виду і рівняння балансу

.

Величина є відносний приріст втрат активної потужності і мережі при зміні потужності i-й електростанції.

Оскільки в сталому режимі зміна потужності в i-м вузлі, що генерує, повинне компенсуватися зміною потужності в балансуючому вузлі, те додатковий приріст втрат виникає через зміну потужності потокорозподілення в мережі між і-й електростанцією і балансуючим вузлом. В міру наближення до цього вузла приріст втрат у мережі падає, а для самого вузла

З обліком сказаний критерій розподілу активної потужності з урахуванням втрат в мережах записується у виді

, (4.6)

де - відносний приріст витрат у системі; - ОП втрат для вузла і.

Таким чином, для оптимального розподілу навантаження між електростанціями з урахуванням втрат крім ОП витрати палива для кожної електростанції , треба знати і ОП втрат . Якщо скористатися раніше написаними вираженнями для втрат і в першому наближенні прийняти, що розподіл реактивної потужності не впливає на розподіл активної, і не враховувати взаємозв'язок між ними ( ), то можна визначати по вираженню

де - коефіцієнт впливу зміни потужності вузла на зміну мережевої потужності лінії дорівнює коефіцієнту потокорозподілення.

Як видно з сказаного, визначення коефіцієнтів потребує розрахунку потокорозподілення активної потужності в мережі. Таким чином, процес оптимізації режиму електростанцій з урахуванням втрат у мережах потребує безупинного розрахунку режиму мережі. Часто для визначення коефіцієнтів використовують залежність втрат від вузлових потужностей. Виходячи з рівнянь вузлових потенціалів, що визначають напругу в кожнім вузлі через напругу базового вузла і спадання напруги у власних і взаємних опорах вузлів від їхніх струмів, можна визначити повні потужності усіх вузлів мережі, а отже, і повні втрати в мережі.

Залежність повних втрат у мережах, виражена через активні і реактивні потужності вузлів , дозволяє знайти складові і як функції зазначених вузлової міцності, параметрів мережі і вузлових напруг. Для обліку полідних двох величин уводяться коефіцієнти втрат . Так, наприклад, взаємний коефіцієнт активних втрат між вузлами і і j записується у виді

,

де -напруги у вузлах i і j; -кут зрушення фаз між напругами; -взаємний активний опір між вузлами i i j.

Уводячи ряд допущень, наприклад зневажаючи активними втратами від реактивної потужності, одержуємо вираження для втрати у виді

де n -число вузлів у мережі; і для відповідного диференціального коефіцієнта у виді

Теорія оптимального розподілу активних і реактивних потужностей у мережах використовує чотири таких диференціальних коефіцієнти: що можуть бути отримані з урахуванням відповідних коефіцієнтів втрат. Більш докладно методи обліку втрат при оптимізації режимів роботи ЕЕС.