АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Оптимизация компенсации реактивной мощности

Читайте также:
  1. F полезности и ее оптимизация
  2. VI. По размеру предприятий (по мощности производственного потенциала)
  3. Анализ и оптимизация СГ
  4. Анализ и оптимизация стоимости проекта.
  5. Анализ использования производственной мощности
  6. Анализ использования производственной мощности предприятия
  7. Безусловная оптимизация для одномерной унимодальной целевой функции
  8. Виды встречных сделок по способу компенсации
  9. Вопрос 6. Оптимизация полезности
  10. Вопрос 68. Управление денежными активами и ликвидностью: анализ, оптимизация, формы регулирования и контроль состояния.
  11. Вопрос 69. Управление запасами: анализ, цели формирования, оптимизация и контроль
  12. Вопрос 8. Управление денежными активами и ликвидностью: анализ, оптимизация, формы регулирования и контроль состояния.

 

При проектировании систем электроснабжения промышленного предприятия компенсация реактивной мощности позволяет уменьшить суммарные затраты на элементы электрической сети промышленного предприятия и сети электрической системы 3å с, требуя дополнительных затрат на источники реактивной мощности 3å и. Оптимальное соотно­шение между затратами этих двух видов соответствует условию

Функция суммарных затрат, соответствующая оптимальной степени компенсации, достаточно пологая. Поэтому можно говорить о некото­рой области различных степеней компенсации реактивной мощности, удовлетворяющих условию (11.17). Выбор степени компенсации внут­ри найденной области производится не по экономическим (ввиду их практической неэкономичности), а по техническим условиям, напри­мер по условиям обеспечения регулирования напряжения в системе электроснабжения. Под рациональной компенсацией реактивной мощ­ности в дальнейшем будем понимать выбор видов, мест размещения и располагаемой мощности источников реактивной мощности с точностью, достаточной для технико-экономических расчетов при проектировании.

В качестве исходных данных принимают конфигурации схемы си­стемы электроснабжения, активные и реактивные мощности нагрузок узлов сети, виды и места возможной установки источников реактив­ной мощности.

Для определения суммарных затрат на передачу реактивной мощ­ности по электрической сети промышленного предприятия примем обозначения: рн i, QНi - активная и реактивная мощности нагрузки в i -м узле сети; D Qi - потери реактивной мощности в элементе, от-

 

несенные к i-му узлу сети; Qиi - мощность источника реактивной мощности, предполагаемого к установке в i-м узле сети. Если в узле установка компенсирующего устройства не предполагается, то мощ­ность источника Qи для этого узла принимается равной нулю; Рbi, Qbi активная и реактивная мощности, передаваемые по элементам электрической сети, соответствующим i- ветви схемы; сi коэф­фициент линеаризации.

Суммарные расчетные затраты на передачу реактивной мощности по электрической сети промышленного предприятия можно пред­ставить в виде

Активная мощность в каждом из узлов сети равна соответствующей мощности нагрузки в том узле сети: Рyi = PHi. Реактивная мощность в каждом из узлов сети Qyi = QHi + DQi – Qиi.

Потери реактивной мощности в элементе сети, отнесенные в виде реактивных нагрузок D Qi к начальным узлам этих элементов, опре­деляются формулами (11.15), (11.16). Потери реактивной мощности в элементе сети зависят от реактивных мощностей, протекающих по этим элементам, т. е. от не известной пока расстановки компенсирую­щих устройств.

Суммарные затраты на передачу реактивной мощности можно выра­зить в виде функции, переменными которой являются мощности Qиi источников реактивной мощности в системе электроснабжения:

Первая составляющая функции 3åc является постоянной частью затрат на передачу реактивной мощности. Она однозначно выражается через исходные данные задачи о компенсации реактивной мощности:

 

 

где aij = 1, если i -я ветвь принадлежит пути до j -го узла, и аij = 0 в про­тивном случае.

Вторая составляющая линейно зависит от реактивных мощностей источников QИj:

Третья составляющая является квадратичной формой от реактивных мощностей источников Qиj:

Таким образом, затраты на передачу реактивной мощности по эле­ментам электрической сети промышленного предприятия являются квадратичной функцией от мощности всех источников реактивной мощности, установленных в системе электроснабжения предприятий.

Суммарные затраты на источники в системе электроснабжения промышленных предприятий

где QИi реактивная мощность источника, предполагаемого к уста­новке в i -м узле промышленной сети. Если в узле источник реактив­ной мощности устанавливать не нужно, то соответствующая мощность полагается равной нулю; Си1 i, CH2 i - коэффициенты, характеризую­щие конкретный вид источника реактивной мощности.

Источники реактивной мощности электрической системы при реше­нии задачи о компенсации реактивной мощности в системе электроснаб­жения промышленного предприятия можно заменить одним эквива­лентным источником, который расположен в нулевом (балансирующем) узле. Затраты на эквивалентный источник должны отражать затраты на производство и передачу реактивной мощности до точки присоедине­ния системы электроснабжения промышленного предприятия к элект­рической системе. Поскольку затраты на генерацию и на передачу ре­активной мощности можно выразить в виде квадратичной функции от реактивной мощности, то и затраты на эквивалентный источник

 

 

реактивной мощности электрической системы также можно выра­зить в виде квадратичной функции.

Задачу об оптимальной компенсации реактивной мощности в си­стеме электроснабжения промышленного предприятия можно сфор­мулировать как задачу математического программирования: опреде­лить минимум целевой функции, соответствующей суммарным за­тратам на производство и передачу реактивной мощности в системе электроснабжения

при выполнении баланса реактивной мощности

и обычных граничных условиях Qui ³ 0 (i = 1, 2,..., n). Граничные условия вытекают из физической сущности задачи: мощность ком­пенсирующих устройств не может быть отрицательной.

Переменные задачи — это мощности компенсирующих устройств QИi. Поскольку целевая функция задачи является квадратичной функцией переменных, а балансовое условие — линейной функцией, это — задача квадратичного программирования. Оптимальная программа задачи соответствует оптимальной мощности компенсирующих устройств в системе электроснабжения Qиiопт (i = 1, 2,..., n), опти­мальной реактивной мощности, передаваемой из электрической си­стемы (Q и.опт), и минимальным суммарным затратам на производ­ство и передачу реактивной мощности 3åmin.

Решение возможно на основе итерационного процесса расчета. Вна­чале определяются потери реактивной мощности в элементах элект­рической сети при предположении, что коэффициент мощности для всех элементов сети равен 0,92-0,95. Далее осуществляется расчет оптимального размещения компенсирующих устройств и расчет рас­пределения потоков реактивной мощности по элементам сети. Затем производится уточнение потерь реактивной мощности и новый расчет оптимального распределения компенсирующих устройств. Этот итера­ционный процесс быстро сходится, в результате чего определяются потери реактивной мощности и оптимальное размещение компенсирую­щих устройств.

 

Зависимость затрат на производство и передачу реактивной мощно­сти от мощности батарей конденсаторов приведена на рис. 11.2. В ос­нову положена оптимальная степень компенсации реактивной мощно­сти системы электроснабжения промышленного предприятия (см. рис. 1.1), упрощенно представленной: на 6УР — двухцепной воздушной ЛЭП 110 кВ длиной 10 км, на 5УР — главной понизительной подстан­цией 110/10 кВ (трансформатор T-4); вся нагрузка распределяется от ГПП через Т-6 — цеховые подстанции ЗУР 10/0,4 к В, присоединенные непосредственно к ГПП кабелями длиной 0,5 км марки СБ, проложен­ными в траншее (анализ задачи с точки зрения информационного отбо­ра хорошо иллюстрирует ее условность).

На рисунке приведены зависимости от мощности батареи конденса­торов Q и4 суммарных затрат зå, их основных составляющих 3åc, Зиå, а также затрат на производство и передачу реактивной мощности в электрической системе до 6УР - точки присоединения системы элект­роснабжения промышленного предприятия (Зэс = Зи0) - и затрат на производство и передачу реактивной мощности непосредственно в си­стеме электроснабжения промышленного предприятия 3п.п = 3åс + 3и4.

При возрастании мощности батареи конденсаторов на шинах 0,4 кВ цеховых ТП Q и4 увеличиваются затраты на источник реактивной мощ­ности Зиå и уменьшаются затраты на передачу реактивной мощности по элементам электрической сети 3åc. Одновременно увеличиваются затраты на производство и передачу реактивной мощности непосред­­ственно в системе электроснабжения Зп.п и уменьшаются затраты 3э.с на производство и передачу реактивной мощности в электрической системе до 6УР. Из этого можно заключить, что компенсация реактив­ной мощности для самого промышленного предприятия невыгодна, так как Зп.п возрастают. Она выгодна для электрической системы Зэ.с уменьшаются. Минимум общегосударственных затрат 3э.с имеет место при вполне определенной мощности компенсирующих устройств.

Функция суммарных затрат в окрестности оптимальной степени компенсации достаточно пологая. Поэтому для инженерных расчетов

 

 

 

с точностью 10% существует область рациональной мощности компен­сирующих устройств. Для данной задачи область 5% лежит в пределах QИ 4 = 4 ¸ 11 Мвар (или cos j4 = 0,89 ¸ 0,997). Выбор компенсирующих устройств внутри этой области может производиться уже не по эконо­мическим, а по техническим условиям.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)