Математические задачи в ЭЭС.

Введение Основной математической задачей является поиск оптимального режима энергосистемы. Энергосистема может находиться в одном из следую¬щих режимов: нормальном оптимальном; при этом зна¬чения всех параметров режима (напряжений, токов, перетоков мощ¬ностей, частоты) находятся в пределах, допустимых для длитель¬ной работы; выполнены требования качества и надежности; рас¬пределение нагрузки и уровни напряжений соответствуют опти¬мальным с точки зрения экономичности; нормальном неоптимальном; отличается от нормаль¬ного оптимального тем, что распределение нагрузки и уровни на¬пряжений не соответствуют оптимальным с точки зрения эконо¬мичности; утяжеленном (ухудшенном); при этом значения отдель¬ных параметров отличаются от длительно допустимых и могут су¬ществовать лишь в течение минут или десятков минут до восста¬новления нормального режима; утяжеленный режим характеризу¬ется также более низкой степенью надежности электроснабжения из-за отличия схемы сети от нормальной; аварийном; при этом отдельные параметры режима дости¬гают значений, существование которых допустимо лишь кратко¬временно (доли секунды или секунды) вследствие опасности нару¬шения устойчивости параллельной работы и повреждения оборудо¬вания (к аварийным режимам относятся короткие замыкания, асинхронный ход, аварийное снижение напряжения или частоты), после нарушения; возникает после внезапного (незапла¬нированного) нарушения схемы сети или режима, если при этом значения параметров режима отличны от аварийных; и послеаварийном; возникает после аварийного нарушения, т. е. нарушения, сопровождающегося аварийными значениями па¬раметров. Режим после нарушения может быть нормальным или утяжеленным в зависимости от удовлетворения в каждом конкретном случае требований качества, надежности и эко¬номичности. В разных режимах задачи управления энергосистемой различ¬ны. Задача управления в нормальном режиме — обеспечение эко¬номичной работы при соблюдении установленных нормативов по качеству и надежности; предотвращение перехода к утяжеленному режиму в результате превышения допустимых значений отдельных параметров режима (перетоков мощности, напряжений на шинах и т. д.). Управление энергосистемой в нормальном режиме осуще¬ствляется оперативным персоналом и устройствами автоматики нормального режима (автоматика регулирования частоты и актив¬ной мощности — АРЧМ и автоматика регулирования напряже¬ния). Задача управления в утяжеленном режиме — предотвращение перехода в аварийный режим и восстановление нормального режи¬ма. Управление в утяжеленном режиме осуществляется оператив¬ным персоналом и устройствами автоматики нормального режима (автоматика регулирования и ограничения перетока, автоматика регулирования напряжения). Первоочередная задача, решаемая в утяжеленном режиме, — восстановление нормальных значений па¬раметров режима; лишь после этого осуществляется оптимизация режима по активной и реактивной мощности. Задача управления в аварийном режиме — отключение повреж¬денного элемента, предотвращение распространения аварии на со¬седние участки, обеспечение восстановления всех параметров ре¬жима до значений, допустимых в течение определенного времени, необходимого оперативному персоналу для восстановления нор¬мального режима (минуты, десятки минут). Управление в аварий¬ном режиме обеспечивается в основном устройствами релейной за¬щиты и противоаварийной автоматики. Лишь в исключительных случаях, когда вследствие многократных отказов в первичной сети и системе управления не удается ликвидировать аварию, требу¬ется вмешательство оперативного персонала. Вид управления в послеаварийном режиме определяется харак¬тером установившегося после нарушения режима: в конечном счете, должно быть обеспечено восстановление нормального оптималь¬ного режима. Нахождение энергосистемы в режимах, отличающихся от нор¬мального оптимального, связано с определенным экономическим ущербом и должно быть по возможности ограничено. Общим критерием оптимальности управления в переходном процессе может служить суммарный ущерб, обусловленный недоотпуском электроэнергии и ухудшением параметров режима в аварийном и послеаварийном режимах. Поскольку достаточно обоснованная методика определения суммарного ущерба отсут¬ствует, критерием оптимальности может служить суммарный недоотпуск электроэнергии, а целевой функцией оптимального управ¬ления минимизация недоотпуска. К общему критерию оптимальности управления можно также отнести минимум суммарной продолжительности нахождения энер¬госистемы в аварийном и послеаварийном режимах. Наряду с общими критериями оптимальности управления воз¬можно применение частных критериев, относящихся к "отдельным этапам развития аварии в энергосистеме. Так, например, для ко¬роткого замыкания параметром, позволяющим оценить эффектив¬ность существующей или проектируемой системы релейной защи¬ты, может служить длительность существования короткого замыка¬ния. Другим критерием, отражающим не только длительность су¬ществования короткого замыкания, но и тяжесть вызванного им возмущения с учетом вида и удаленности повреждения, может быть интегральное значение снижения в контрольных точках ос¬новной сети напряжения прямой последовательности. Для оценки оптимальности управления переходным процессом с учетом возможности нарушения устойчивости параллельной ра¬боты можно использовать критерий минимизации увеличения угла между эдс конкретных электростанций или времени затухания ко¬лебаний углов. Показателем эффективности применения мероприятий по пре¬дотвращению нарушений устойчивости параллельной работы яв¬ляется снижение общего количества нарушений синхронизма, происшедших за определенное время (например, за год) в энерго¬системе. Эффективность действия автоматики, ликвидирующей асинхронный режим энергосистемы, характеризуется его длительностью и возможностью предотвращения распространения на соседние энер¬госистемы. Критериями оптимальности управления переходными процесса¬ми в энергосистемах в условиях внезапно возникшего дефицита активной мощности могут служить: суммарная длительность ра¬боты энергосистемы со сниженными значениями частоты; интег¬ральные значения снижения частоты за соответствующий отрезок времени; суммарная продолжительность работы основных электропередач энергосистемы со сниженными запасами устой-чивости. 1. Расчет конфигурации системы Начальным этапом является определение оптимального варианта электроснабжения потребителей. На данном этапе определяется количество линий электропередач, от каких подстанций потребители будут получать электроэнергию и выбирается вариант с наименьшими затратами. Исходные данные: Таблица 1-данных по линиям электропередач. Л1п1,км Л2п1,км Л3п1,км Л4п1,км Л5п1,км 47 40 39 38 41 Л1п2 Л2п2 Л3п2 Л4п2 Л5п2 41 34 33 32 31 Л1п3 Л2п3 Л3п3 Л4п3 Л5п3 47 54 53 52 51 Таблица 2-заданных нагрузок. Р1,МВт Р2,МВт Р3,МВт Р4,МВт Р5,МВт 24 18 22 22 24 Таблица 3-данных по подстанциям. П1,МВт П2,МВт П3,МВт 58 59 60 С1,руб/Км С2 руб/Км С3 руб/Км 0,033 0,022 0,011 Расчёт оптимальной схемы электроснабжения 5-ти потребителей электрической энергии проводим в программе «Microsoft Office Excel». Конфигурация системы должна отвечать минимуму стоимости передачи мощности всем потребителям. Расчёт представлен в приложении 1.

Оглавление
Введение............3
1. Расчет конфигурации системы.....7
2. Выбор марок и сечений проводов ВЛ........8
3. Выбор силовых трансформаторов .......10
4. Составление и расчёт схемы замещения спроектированной
системы.....13
5. Расчёт пределов передаваемой активной мощности.17
Заключение19
Список использованной литературы...........20
Приложение

Список использованной литературы:

1 Барыбин Ю.Т. Справочник по проектированию электроснабжения- Москва: Энергоатомиздат, 1990-576с(Электроустановки промышленных предприятий/Под общ. ред. Ю.Н. Тищенко и др.).
2 Шеховцов- Справочное пособие по электрооборудованию.
3 Федоров А.А., Старкова Л.Е. - Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий:Учеб. Пособие для вузов. Москва: Энергоатомиздат, 1987.-368с.:ил.
4 Рожкова Л.Д., Козулин В.С. - Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.-3-е изд., перераб. и доп.-Москва: Энергоатомиздат, 1987.-648 с.:ил.
5 Идельчик В.И., - Электрические системы и сети: Учебник для вузов - Москва: Энергатомоиздат, 1989.-592 с.:ил.
6 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. - Электрическая часть электростанций и подстанций (Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования) 4-е издание - Москва: Энергоатомиздат, 1989-608с.
7 Козлов В.А.- Электроснабжение городов Л: Энергоатомиздат. Ленингр отд-ние, 1988-264 с.:ил.;
8 Поспелов Г.Е., Федин В.Т. - Электрические системы и сети Проектирование: Учебное пособие для вузов.- 2-е изд., исп. и доп. Мн.: «Высшая школа» 1988 с.:ил.;
9 Веников В.А., Зуев Э.Н., Портной М.Г., Прокофьева Г.И.,
Семёнов В.А., Строев В.А. Электрические системы: Управление переходными режимами энергетических систем: Учебник для вузов Москва: Высшая школа, 1982-247 с.:ил.;