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 |
| Pг
|
75 |
50 |
25 |
| Pг
|
40 |
25 |
10 |
| a0i
|
10 |
7,5 |
3 |
| a1i
|
0,14 |
0,2 |
0,3 |
| a2i
|
0,0036 |
0,006 |
0,01 |
| ymini
|
0,519 |
0,624 |
0,646 |
| Qгном
|
40 |
27 |
15 |
| Qг
|
6 |
4 |
2 |
| b0i
|
0 |
0 |
0 |
| b1i
|
0,012 |
0,014 |
0,018 |
| b2i
|
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
|
, МВт |
Pг
|
Нарушено условие |
ni
|
|
| 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
|
Pг
|
n`Э
|
, МВт |
nЭ
|
| 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
|
Pг
|
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 |
Pг
|
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
МВА
На 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
|
Переток на участке |
DPi
|
|
| Pj
|
Qj
|
||||
| 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)
(2)
(3)
(4)
Таблица 7 – Мощность генераторов, без учета ограничений
| Номер станции |
PГ
|
QГ
|
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 равенству потерь с учетом ограничений.
Рисунок 4 – Потокораспределение мощности по равенству потерь с учетом ограничений.
Проверяем допустимость распределения нагрузки между станциями по критериям абсолютного минимума потерь мощности с учетом ограничений.
Таблица 8 – Мощность генераторов, с учетом ограничений
| Номер станции |
PГ
|
QГ
|
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 по критериям абсолютного минимума потерь мощности с учетом ограничений.
Рассчитанные потери мощности заносим в таблицу 6. Определяем расход топлива на станциях и количество работающих агрегатов. Результаты расчета заносим в таблицу 9.
Таблица 9 – Расход топлива по минимуму потерь, с учетом ограничений
| Номер станции |
PГ
|
n`Э
|
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 способах распределения нагрузок между станциями (Таблица 11).
Таблица 11 – Расчет расхода топлива при различных способах распределения нагрузки
| Способ 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 способ распределения нагрузки между станциями по минимуму расхода топлива.