Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры «Электроэнергетические системы и высоковольтная техника» элти от 29. 08. 2008 г. Зав кафедрой эсвт (стр. 5 из 8)
В случае распределения активной мощности между двумя электростанциями целевой функцией является сумма расходов условного топлива на обеих электростанциях. Тогда оптимальному распределению мощностей будет отвечать минимум этой функции:
, (1)при выполнении ограничения (без учета потерь):
. (2)Для определения экстремума функции многих переменных используется метод неопределенных множителей Лагранжа.
Идея метода Лагранжа состоит в замене условной оптимизации на безусловную. При этом определяется экстремум функции Лагранжа, который совпадает с экстремумом целевой функции.
Составляем функцию Лагранжа на основе целевой функции с учетом ограничений
, (3)Известно, что в точке экстремума раны нулю все частные производные от функции Лагранжа по независимым переменным
, (4)Таким образом, критерием оптимальности распределения активных мощностей является равенство частных производных
→ 
, (5)т.е. равенство относительных (удельных) приростов расхода условного топлива ε, называемых также характеристиками относительных приростов (ХОП)
. (6)При необходимости учета потерь мощности изменяется уравнение баланса мощностей, являющееся ограничение
, (7)тогда частные производные по независимым переменным определяются по формуле
, (8)и критерием экономичности режима системы, состоящей из двух электростанций, является равенство удельных приростов расхода топлива с учетом потерь мощности в сети
. (9)2. Подготовка исходных данных
Распределение активных мощностей между электростанциями ведётся с учётом изменения потерь в сетях, которое определяется с помощью коэффициентов распределения активных мощностей С1, С2, С12, рассчитанных в предыдущей лабораторной работе, и количества работающих генераторов в нормальном режиме на первой и второй электростанциях соответственно.
Число агрегатов на электростанциях находим из соотношения:
(10)
где для заданной схемы энергосистемы (см. рис.1) 
можно найти из следующих выражений:
, (11)
, (12)где kDРтр, kDРл, kсн, kрез – коэффициенты, учитывающие потери активной мощности в трансформаторах и ВЛЭП, нагрузки электроприемников собственных нужд и резервы электростанций (kDРтр=1.02; kDРл=1.08; kсн=1.1; kрез=1.1).
3. Порядок проведения лабораторной работы
Расчет оптимального распределения активной мощности в энергосистеме осуществляется на ПЭВМ с помощью программы POPTIM.
1. Выбрать в качестве рабочего режима режим dann, являющийся шаблоном для расчета оптимального распределения активной мощности в энергосистеме.
2. С помощью клавиши F5 необходимо скопировать файл dann в файл с оригинальным именем.
3. Внести изменения в рабочий файл согласно своему варианту (этот рабочий файл открывается с помощью клавиши F3, а редактируется с помощью клавиши F6).
Список ввода исходных данных:
11. На первой строке располагаются общие данные для всех вариантов.
12. Корректировку данных необходимо начинать со второй сроки, в которой необходимо набрать номер группы и фамилию студента.
13. В строке три необходимо внести исходные данные генераторов обоих электростанций (см. табл. 1.3):
a) номинальную активную мощность генераторов (МВт);
b) относительный удельный расход топлива на холостой ход агрегата в о.е.;
c) коэффициент аппроксимации удельной расходной характеристики в о.е.;
d) среднее номинальное напряжение (кВ).
14. В строке четыре вводятся исходные данные cosφ всех восьми нагрузок (см. табл.1.1).
5. Строка пять содержит общие данные для всех вариантов.
6. В строке шесть вводятся следующие параметры:
a) количество работающих генераторов в нормальном режиме на первой и второй электростанциях соответственно;
b) коэффициенты распределения активных мощностей С1, С2, С12, с соответствующими знаками, рассчитанных для максимального режима в лабораторной работе №1.
7. В строке семь вводятся исходные данные активных мощностей всех восьми нагрузок в МВт (см. табл.1.1).
8. В строке девять следующие параметры:
a) количество работающих генераторов в ремонтном режиме на первой и второй электростанциях соответственно, т.е. отключение на одной из электростанций одного из агрегата (см. табл. 1.4);
b) коэффициенты распределения активных мощностей С1, С2, С12, с соответствующими знаками, рассчитанных для ремонтного режима в лабораторной работе № 1.
9. В строке десять вводятся исходные данные активных мощностей всех восьми нагрузок (МВт) (см. табл.1.1).
10. В строке десять вводится количество часов в сутках.
11. В строках одиннадцать, двенадцать, тринадцать необходимо ввести активные мощности системного графика нагрузки, для двадцати четырех часов.
Информацию целесообразно представить в виде таблицы 1.
Таблица 1
| 1 | 20 | 0.05 | |||||
| 9201 | Иванов С. | ||||||
| Рн.ген.эс1 | Рн.ген.эс2 | bб | bб | γк | γк | Uср.ном | |
| сosφнаг1 | cosφнаг2 | сosφнаг3 | сosφнаг4 | cosφнаг5 | сosφнаг6 | cosφнаг7 | cosφнаг8 |
| 2 | 0 | ||||||
| nЭС1 | nЭС2 | С1 | С2 | С12 | |||
| Рmax1 | Рmax2 | Рmax3 | Рmax4 | Рmax5 | Рmax6 | Рmax7 | Рmax8 |
| nЭС1 | nЭС2 | С1 | С2 | С12 | |||
| 24 | |||||||
| Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист |
| Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист |
| Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист | Рэн.сист |
Внесенные в память компьютера данные необходимо сохранить с помощью клавиши F2 и выйти из рабочего файла исходных данных с помощью клавиши Esc.
Из списка файлов отображенных на дисплее компьютера необходимо найти файл poptim.exe и запустить его.
На дисплее появится запрос UNIT 5?, на который необходимо ввести имя своего рабочего файла с исходными данными и нажать клавишу Enter.
На дисплее появится запрос UNIT 6?, на который необходимо ввести имя файла, отличное от имени файла с исходными данными, в котором будут сохранены результаты расчета.
Расчеты потоков мощности максимальных и ремонтных режимов необходимо вывести на печать.
4. Обработка результатов расчета
1. Необходимо представить на графике прогнозируемые суточные графики активной нагрузки отдельных электростанций и энергосистемы, используя полученные расчеты экономического распределения активных мощностей между электростанциями.
2. В рассматриваемой энергосистеме регулирование частоты следует поручить одной из электростанций, которую называют регулирующей. Это необходимо для того, чтобы выделить станцию, работающую с относительно постоянной нагрузкой, в базовой части графика нагрузки энергосистемы. Для того чтобы выбрать регулирующую станцию, необходимо найти резервы мощности в час максимальной нагрузки.