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 | |||
| Pгmaxi=Pгномi | |||
| Pгmini, МВт | |||
| a0i, т/ч | 7,5 | ||
| 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 | |||
| Qгmini, Мвар | |||
| 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 | |||
| 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
| Pгi, МВт | Нарушено условие | ni конеч. | |
| недогрузки | перегрузки | ||||||
| нет нет нет | да да да | ||||||
| 66.667 33.333 | нет нет нет | да да да | |||||
| нет нет нет | нет нет нет | ||||||
| 192,86 85,71 21,43 | нет нет нет | нет нет нет |
|
|
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 | Pгi, МВт | n`Э |  , МВт
| nЭi |
| 4,27 1,41 1,44 | 182,57 24,495 | |||||
| 192,86 85,71 21,43 | 3,66 2,42 1,24 | 235,7 86,6 24,5 |
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 | Pгi, МВт | Bni |
| Пропорционально мощностям станции, но без оптимизации состава оборудования | 122,25 32,5 16,75 | ||||
| 171,5 | |||||
| Пропорционально мощностям станции, но с оптимизацией состава оборудования | 151,1 18,89 | 101,6 54,2 | |||
| 169,8 | |||||
| По равенству ОПРТ для состава блоков 3/2/1 | 209,16 73,67 17,1 | 111,78 11,1 | |||
| 168,85 | |||||
| По равенству ОПРТ для состава блоков 3/3/1 | 187,9 97,75 14,55 | 98,7 61,2 9,5 | |||
| 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 | Pгi, МВт | Нарушено условие | |
| недогрузки | перегрузки | |||||
| 0,569 0,509 0,409 | 237,08 42,4 20,45 | нет нет нет | да нет нет | |||
| 0,709 | ||||||
| 0,502 0,442 0,342 | 209,16 73,67 17,1 | нет нет нет | нет нет нет | |||
| 0,642 | ||||||
| 0,451 0,391 0,291 | 187,9 97,75 14,55 | нет нет нет | нет нет нет | |||
| 0,591 |
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 | 8,1 6,4 5,6 4,9 7,3 4,1 | 73,67 13,67 89,16 119,16 | 42,657 12,657 30,238 50,238 | 1,213 0,046 2,016 0,897 2,52 0,858 | |
| 7,552 | |||||
| По минимуму потерь мощности без учета ограничений | 8,1 6,4 5,6 4,9 7,3 4,1 | 26,483 33,517 17,951 12,049 | 13,24 16,759 11,967 8,033 | 0,147 0,186 2,016 0,047 0,032 0,858 | |
| 3,285 | |||||
| По минимуму потерь мощности, но с учетом ограничений | 8,1 6,4 5,6 4,9 7,3 4,1 | 26,48 33,5 3,517 33,517 | 13,24 16,76 -11,97 8,03 | 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 | PГi | QГi | Нарушено условие | |||
| 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 | PГi | QГi | Нарушено условие | |||
| 123,57 26,48 | 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 | PГi | n`Эi | ni | Bni |
| 2,344 0,749 8,66 | 64,754 100,5 |
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.