Распределениеактивной разгрузки между генераторами
РАБОТА №1
Цель: позаданным нагрузкам энергосистемы и расходным характеристикам энергоблоковвычислить оптимальные значения активной мощности каждой станции и каждогогенератора, в соответствии с критерием равенства ОПРТ, обеспечивающим минимумсуммарного расхода топлива в энергосистеме.
Реактивныенагрузки и потери мощности в сети не учитываются. Расчетная схема приведена нарисунке 1.
/>
Рисунок 1 – Расчетнаясхема
Исходные данные приведеныв таблице 1.
Таблица 1 – ИсходныеданныеПараметр 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
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
Определяемсуммарную активную нагрузку энергосистемы по узловым нагрузкам:
/> МВт.
Вычисляем мощностьстанции по выражению:
/>
где />
Результаты расчетапредставлены в таблице 2.
Проверка условийнедогрузки и перегрузки выполняется следующим условиям.
/>
/>
Таблица 2 – Выбор составаэнергоблоков и распределение нагрузки между станциями пропорционально ихноминальным мощностямНомер 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
Проверкаэкономичности полученного состава агрегатов проводится по формуле:
/>
Граничнаямощность определяется по формуле:
/>
Проверка экономичностисостава энергоблоков приведена в таблице 3.
Таблица 3– Проверкаэкономичности состава энергоблоковНомер 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 второйитерации граничная мощность генераторов меньше расчетной, добавляем по одномугенератору на вторую станцию. Количество генераторов на третьей итерацииостается без изменения.
Вывод: Наиболееэкономичной работа будет при соотношении агрегатов 3/4/1.
Расчет расхода топлива настанциях по формуле:
/>
Результатырасчета сводим в таблицу 4.
Таблица 4 – Расчетрасхода топлива на станциях и в системеНомер 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 распределениеактивной нагрузки между станциями по равенству ОПРТ. Результаты расчета сведемв таблицу 5.
Таблица 5 – Распределениеактивной нагрузки между станциями по равенству ОПРТНомер 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 системепри распределении нагрузки:
— Пропорционально мощностям станции, нобез оптимизации состава оборудования – 171,5;
— Пропорционально мощностямстанции, 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, возможныйминимум потерь при ограничениях на выработку мощности электростанциями.
Для данной работы выберем соотношения агрегатов найденные в работе 13/3/1.
/> МВАр.
Определяем распределениереактивной мощности на генераторах.
/>
/> МВА
/> МВА
/> МВА
На рисунке 2 приведена расчетная схема.
/>
Рисунок 2 – Расчетнаясхема.
Расчет потерь приведем втаблице 6.
Таблица 6 – Расчет потерь мощностиСпособ 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 равенствупотерь без учета ограничений.
/>
Рисунок 3 – Потокораспределение мощности по равенству потерь без учетаограничений.
Проверяем допустимость распределения нагрузки между станциями покритериям абсолютного минимума потерь мощности:
/> (1)
/> (2)
/> (3)
/> (4)
Таблица 7 – Мощность генераторов, без учета ограниченийНомер станции
PГi
QГi Нарушено условие 1 2 3 4
1
2
3
102,05
26,483
171,47
53,03
13,241
83,726
нет
нет
нет
нет
нет
да
нет
нет
нет
нет
нет
нет
Вводим в узле 3: PГ=150 МВт.
На рисунке 4 показана схема с потокораспределением мощности по равенствупотерь с учетом ограничений.
/>
Рисунок 4 – Потокораспределение мощности по равенству потерь с учетомограничений.
Проверяем допустимость распределения нагрузки между станциями покритериям абсолютного минимума потерь мощности с учетом ограничений.
Таблица 8 – Мощность генераторов, с учетом ограниченийНомер станции
PГi
QГi Нарушено условие 1 2 3 4
1
2
3
123,57
26,48
150
53,03
13,24
83,73
нет
нет
нет
нет
нет
нет
нет
нет
нет
нет
нет
нет
Проверяем допустимость распределения нагрузки между станциями покритериям абсолютного минимума потерь мощности с учетом ограничений.
Рассчитанные потери мощности заносим в таблицу 6. Определяем расходтоплива на станциях и количество работающих агрегатов. Результаты расчетазаносим в таблицу 9.
Таблица 9 – Расход топлива по минимуму потерь, с учетом ограниченийНомер станции
PГi
n`Эi
ni
Bni
1
2
3
225
100
25
2,344
0,749
8,66
2
1
6
64,754
17
100,5
Сравним расходы топлива и потерь мощности в системе при разных способахраспределения нагрузок между станциями (Таблица 11).
Таблица 11 – Расчет расхода топлива при различных способах распределениянагрузкиСпособ распределения нагрузки
/>, МВт
/>, т/МВт
/>, т
/>, т
/>, т По минимуму расхода топлива 7,525 0,59 4,445 168,859 173,642 По минимуму потерь 3,402 0,67 2,29 182,259 184,55
Вывод: Из полученных расчетов видно, что целесообразней использовать способраспределения нагрузки между станциями по минимуму расхода топлива.