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
Pгmaxi=Pгномi	75	50	25
Pгmini, МВт	40	25	10
a0i, т/ч	10	7,5	3
a1i, т/чМВт	0,14	0,2	0,3
a2i, т/чМВт2	0,0036	0,006	0,01
ymini	0,519	0,624	0,646
Qгномi, Мвар	40	27	15
Qгmini, Мвар	6	4	2
b0i, руб/ч	0	0	0
b1i, руб/Мварч	0,012	0,014	0,018
b2i, руб/Мвар2ч	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

Pгi, МВт

Нарушено условие

ni конеч.

недогрузки

перегрузки

150

100

нет

да

150

200

66.667

33.333

нет

да

225

нет

225

100

192,86

85,71

21,43

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
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	Pгi, 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	е-а1 е	ni	Номер станции	Pгi, 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

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	Pi, 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	PГi	QГi	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	PГi	QГi	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

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

Bni

225

100

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.