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
|
| Pг
maxi
=Pгном
i
|
75
|
50
|
25
|
| Pг
mini
, 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
|
| Qгном
i
, Мвар
|
40
|
27
|
15
|
| Qг
mini
, 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
|
Pг
i
, 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
|
Pг
i
, МВт
|
n`Э
|
 , МВт
|
nЭ
i
|
| 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
i
, 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
|
Pг
i
, 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
 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
, 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)
 (2)
 (3)
 (4)
Таблица 7 – Мощность генераторов, без учета ограничений
| Номер станции
|
PГ
i
|
QГ
i
|
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
i
|
QГ
i
|
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
i
|
n`Э
i
|
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.
|