Оптимизация активной нагрузки между генераторами (стр. 1 из 2)
Распределение активной разгрузки между генераторами
РАБОТА №1
Цель: по заданным нагрузкам энергосистемы и расходным характеристикам энергоблоков вычислить оптимальные значения активной мощности каждой станции и каждого генератора, в соответствии с критерием равенства ОПРТ, обеспечивающим минимум суммарного расхода топлива в энергосистеме.
Реактивные нагрузки и потери мощности в сети не учитываются. Расчетная схема приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Расчетная схема
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Параметр | 1 станция | 2 станция | 3 станция |
| nyi | 3 | 5 | 6 |
| Pгmaxi=Pгномi | 75 | 50 | 25 |
| Pгmini, МВт | 40 | 25 | 10 |
| a0i, т/ч | 10 | 7,5 | 3 |
| a1i, т/ч×МВт | 0,14 | 0,2 | 0,3 |
| a2i, т/ч×МВт2 | 0,0036 | 0,006 | 0,01 |
| ymini | 0,519 | 0,624 | 0,646 |
| Qгномi, Мвар | 40 | 27 | 15 |
| Qгmini, Мвар | 6 | 4 | 2 |
| b0i, руб/ч | 0 | 0 | 0 |
| b1i, руб/Мвар×ч | 0,012 | 0,014 | 0,018 |
| b2i, руб/Мвар2×ч | 0,00055 | 0,00068 | 0,00204 |
| Номер узла | |||
| 4 | 5 | 6 | 7 |
| 60/30 | 30/20 | 120/55 | 90/45 |
Определяем суммарную активную нагрузку энергосистемы по узловым нагрузкам:
МВт.Вычисляем мощность станции по выражению:
где
Результаты расчета представлены в таблице 2.
Проверка условий недогрузки и перегрузки выполняется следующим условиям.
Таблица 2 – Выбор состава энергоблоков и распределение нагрузки между станциями пропорционально их номинальным мощностям
| Номер итерации | Номер станции | ni нач. |  , МВт | Pгi, МВт | Нарушено условие | ni конеч. | |
| недогрузки | перегрузки | ||||||
| 1 | 1 2 3 | 1 1 1 | 75 50 25 | 150 100 50 | нет нет нет | да да да | 2 1 1 |
| 2 | 1 2 3 | 2 1 1 | 150 50 25 | 200 66.667 33.333 | нет нет нет | да да да | 3 1 1 |
| 3 | 1 2 3 | 3 1 1 | 225 50 25 | 225 50 25 | нет нет нет | нет нет нет | 3 1 1 |
| 4 | 1 2 3 | 3 2 1 | 225 100 25 | 192,86 85,71 21,43 | нет нет нет | нет нет нет | 3 2 1 |
Проверка экономичности полученного состава агрегатов проводится по формуле:
Граничная мощность определяется по формуле:
Проверка экономичности состава энергоблоков приведена в таблице 3.
Таблица 3– Проверка экономичности состава энергоблоков
| Номер итерации | Номер станции | ni нач | Pгi, МВт | n`Э |  , МВт | nЭi |
| 1 | 1 2 3 | 3 1 1 | 225 50 25 | 4,27 1,41 1,44 | 182,57 50 24,495 | 3 1 1 |
| 2 | 1 2 3 | 3 2 1 | 192,86 85,71 21,43 | 3,66 2,42 1,24 | 235,7 86,6 24,5 | 3 2 1 |
На первой и второй итерации граничная мощность генераторов меньше расчетной, добавляем по одному генератору на вторую станцию. Количество генераторов на третьей итерации остается без изменения.
Вывод: Наиболее экономичной работа будет при соотношении агрегатов 3/4/1.
Расчет расхода топлива на станциях по формуле:
Результаты расчета сводим в таблицу 4.
Таблица 4 – Расчет расхода топлива на станциях и в системе
| Номер расчета | Способ распределения нагрузки | Номер станции | ni | Pгi, МВт | Bni |
| 1 | Пропорционально мощностям станции, но без оптимизации состава оборудования | 1 2 3 | 3 1 1 | 225 50 25 | 122,25 32,5 16,75 |
| 5 | 300 | 171,5 | |||
| 2 | Пропорционально мощностям станции, но с оптимизацией состава оборудования | 1 2 3 | 3 2 1 | 170 151,1 18,89 | 101,6 54,2 14 |
| 6 | 300 | 169,8 | |||
| 3 | По равенству ОПРТ для состава блоков 3/2/1 | 1 2 3 | 3 2 1 | 209,16 73,67 17,1 | 111,78 46 11,1 |
| 6 | 300 | 168,85 | |||
| 4 | По равенству ОПРТ для состава блоков 3/3/1 | 1 2 3 | 3 3 1 | 187,9 97,75 14,55 | 98,7 61,2 9,5 |
| 7 | 300 | 169,316 |
Произведем распределение активной нагрузки между станциями по равенству ОПРТ. Результаты расчета сведем в таблицу 5.
Таблица 5 – Распределение активной нагрузки между станциями по равенству ОПРТ
| Номер итерации | ε-а1 ε | ni | Номер станции | Pгi, МВт | Нарушено условие | |
| недогрузки | перегрузки | |||||
| 1 | 0,569 0,509 0,409 | 3 1 1 | 1 2 3 | 237,08 42,4 20,45 | нет нет нет | да нет нет |
| 0,709 | 5 | 300 | ||||
| 2 | 0,502 0,442 0,342 | 3 2 1 | 1 2 3 | 209,16 73,67 17,1 | нет нет нет | нет нет нет |
| 0,642 | 6 | 300 | ||||
| 3 | 0,451 0,391 0,291 | 3 3 1 | 1 2 3 | 187,9 97,75 14,55 | нет нет нет | нет нет нет |
| 0,591 | 300 | |||||
Расход топлива в системе при распределении нагрузки:
- Пропорционально мощностям станции, но без оптимизации состава оборудования – 171,5;
- Пропорционально мощностям станции, но с оптимизацией состава оборудования – 169,8;
- По равенству ОПРТ для состава 3/2/1 – 168,85;
- По равенству ОПРТ для состава 3/3/1 – 169,3.
РАБОТА №2
Цель: вычислить абсолютный минимум потерь мощности в сети, возможный минимум потерь при ограничениях на выработку мощности электростанциями.
Для данной работы выберем соотношения агрегатов найденные в работе 1 3/3/1.
МВАр.Определяем распределение реактивной мощности на генераторах.
МВА 
МВА 
МВАНа рисунке 2 приведена расчетная схема.
Рисунок 2 – Расчетная схема.
Расчет потерь приведем в таблице 6.
Таблица 6 – Расчет потерь мощности
| Способ распределения нагрузки между станциями | Номер участка сети j | Rj, Ом | Переток на участке | DPi, МВт | |
| Pj, МВт | Qj, Мвар | ||||
| По минимуму расхода топлива | 1 2 3 4 5 6 | 8,1 6,4 5,6 4,9 7,3 4,1 | 73,67 13,67 120 89,16 119,16 90 | 42,657 12,657 55 30,238 50,238 45 | 1,213 0,046 2,016 0,897 2,52 0,858 |
| 7,552 | |||||
| По минимуму потерь мощности без учета ограничений | 1 2 3 4 5 6 | 8,1 6,4 5,6 4,9 7,3 4,1 | 26,483 33,517 120 17,951 12,049 90 | 13,24 16,759 55 11,967 8,033 45 | 0,147 0,186 2,016 0,047 0,032 0,858 |
| 3,285 | |||||
| По минимуму потерь мощности, но с учетом ограничений | 1 2 3 4 5 6 | 8,1 6,4 5,6 4,9 7,3 4,1 | 26,48 33,5 120 3,517 33,517 90 | 13,24 16,76 55 -11,97 8,03 45 | 0,147 0,186 2,016 0,016 0,179 0,858 |
| 3,402 | |||||
Определим перетоки по минимуму потерь по формулам и заносим в таблицу 6:
На рисунке 3 показана схема с потокораспределением мощности по равенству потерь без учета ограничений.
Рисунок 3 – Потокораспределение мощности по равенству потерь без учета ограничений.
Проверяем допустимость распределения нагрузки между станциями по критериям абсолютного минимума потерь мощности:
(1)