7.4 Распределение реактивных мощностей между источниками
Этап I. Распределение реактивной мощности между СД и БК, согласно рисунку 7.2.
Рисунок 7.2 Расчетная схема первого этапа
Используем оптимизационный метод Лагранжа. Определим множитель Лагранжа (λ)
. (7.16)
Мощность СД без учета технических ограничений (QСД, квар)
. (7.17)
Для нашего случая
квар.
Из баланса мощностей определяем мощность БК (QБК1, квар)
квар. (7.18)
Поскольку QБK1 =-93,357 квар < 0, то получаем, что QБK1 =0 нет баланса.
Этап II Для достижения баланса примем QСД,2=QP,Т.В связи с тем, что QСД,2=QP,Т и нет необходимости брать ее из системы, то QС = 0
Расчет закончен. Результаты расчета сведем в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 Значения реактивных мощностей от источников
Реактивная мощность от СД, QСД, квар |
Реактивная мощность от системы, QС = QС3, квар |
Реактивная мощность от БК, QБК = QБК3, квар |
Суммарная реактивная мощность всех источников, Q∑, квар |
176,9 |
0,0 |
0,0 |
176,913 |
Правильность проведенного расчета подтверждается распечаткой работы программы KRM пакета прикладных программ PRES-1. Распечатка приведена на с.53.
7.5 Исследование компенсации реактивной мощности
Подробный анализ результатов работы программы KRM проводим по таблице 7.2.
Таблица 7.2 Влияние различных условий на распределение реактивных мощностей между источниками
-
Условия
QСД, квар
QС, квар
QБК, квар
1
2
3
4
1 Расчетные
176,913
0,000
0,000
2 Увеличим Рр,нов = 699 кВт
37,400
0,000
139,500
3 Sном,Т,нов = 1000 кВА, kЗ=0,53
128,700
0,000
48,200
4 UГПП,ВН,нов = 220 кВ
176,913
0,000
0,000
5 Режим работы: двухсменный Тм,нов = 4000,
τм = 2400 ч/год
92,800
84,100
0,000
7 Удельная стоимость БК
kуд,нов = 200 руб/квар
63,700
113,200
0,000
8 Номер группы ЭС № =10,
94,000
82,900
0,000
Продолжение таблицы 7.2
-
1
2
3
4
9 Рном,СД,нов = 1000 кВт
nСД,нов = 750 об/мин
176,900
0,000
0,000
Исследуем влияние различных условий на распределение реактивных мощностей между источниками по пунктам 8 и 9 из таблицы 7.2.
При увеличении α(8) и β(8 ) удельная стоимость потерь увеличивается, соответственно увеличивается З1БК(8), З1СД (8) и З2СД(8). При увеличении коэффициента отличия стоимости электроэнергии экономический коэффициент реактивной мощности уменьшается, следовательно, уменьшается экономическая реактивная мощность энергосистемы, а остальные параметры остаются такими же. Переходим на поэтапное решение.
На I этапе определяем, что множитель Лагранжа увеличился, а мощность СД меньше нуля. Поэтому данный СД нецелесообразно использовать для компенсации реактивной мощности. Из баланса мощностей определяем QБК1(8)>0, БК есть, есть баланс, следовательно, переходим на III этап.
На III этапе Q'p(8) > Qэ, следовательно, принимаем QС(8) = Qэ, a
QБК(8) = Q'p – QС(8). Далее переходим на IV этап.
Так
как
<
,
то четвертый этап не выполняется.
При увеличении номинальной активной мощности СД увеличивается его номинальная реактивная мощность, располагаемая реактивная мощность СД, изменятся коэффициенты аппроксимации D1(9) и D2(9). При этом З1СД (9),З2СД (9) уменьшились. Из-за этого на I этапе мощность СД увеличилась. Из баланса мощностей определяем мощность БК QБК1(9)>0, БК есть, есть баланс, следовательно, переходим на III этап.
На III этапе Q'p(9) < Qэ, следовательно, принимаем QС(9) = Q'p(9), a
QБК(9) = 0. Далее переходим на IV этап.
На
данном этапе
>
.
Мощность БК
.
Так
как
<
,
то мощность СД остается без изменений.
Мощность системы
.
Расчет закончен.
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 514.1 кВт, Qp = 176.9 квар
Номинальная мощность трансформаторов 6/0.4 кВ Sт = 1000 кВ*А
Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70
Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть 6 кВ = 35 кВ
Режим работы - односменный
Число часов использования максимума нагрузки Тм = 2000 ч/год
Число часов использования максимума потерь tм = 920 ч/год
Тариф на электроэнергию - двухставочный
Плата за 1 кВт максимальной нагрузки = 211.00 руб/кВт*мес
Плата за 1 кВт*ч электроэнергии = 0.66 руб/кВт*ч
Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ = 400.00 руб/квар
Номер группы энергосистемы = 4
Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 0.9
Высоковольтные синхронные двигатели 6 кВ
Номер Колич. Рном Qном D1 D2 Кзагр.
кВт квар кВт кВт
1 1 500 255 5.05 3.63 0.96
РАСЧЕТЫ
Удельная стоимость потерь Со = 1.77 т.руб/кВт*год
Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк = 88.29 т.руб/Мвар*год
Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год)
35.09
Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год)
98.92
Располагаемая реактивная мощность СД (квар)
277.4
Экономический коэффициент реактивной мощности
Tg(fi)э = 0.44
Экономическая реактивная мощность энергосистемы
Qэ = 226.2 квар
Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 475.0 квар
Этапы распределения Qp (квар) между источниками :
Этап СД1 C БК
1 269 0 0
2 177 0 0
РЕЗУЛЬТАТЫ
Реактивная мощность источников (квар)
Синхронные двигатели
176.9
Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ
0.0 0.0
Итого : 176.9