Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Оглавление

• Цель 3
• Задание (вариант 5) 3
• Расчет параметров схемы замещения сети 6
• Создание расчетной модели ПК LinCorWin 11
• Анализ возможности вывода в ремонт электросетевого оборудования 15
• Выводы 21
• Список литературы 22

Цель

Целью данной курсовой работы является приобретение практических навыков работы ПК LinCorWin, предназначеного для решения задач оптимизации по активной мощности и освоение методов, применяемых при решениях задач планирования электроэнергетических режимов.

Согласно заданию создать расчетную модель в ПК LinCorWin сделать оптимизационный расчет для нормальной и ряда ремонтных схем. Проанализировать режимы, сделать выводы.

Задание (вариант 5)

Исходные данные по курсовой работе:

Рис.1 Нормальная схема энергосистемы

Таблица 1. Наименование и состав сечений энергосистемы

Наименование сечение	Состав сечения
СЧ-1	ВЛ 500 кВ 2-4
	ВЛ 500 кВ 2-3 цепь 1
	ВЛ 500 кВ 2-3 цепь 2
СЧ-2	ВЛ 500 кВ 3-13 цепь 1
	ВЛ 500 кВ 3-13 цепь 2
	ВЛ 220 кВ 220 кВ 7-12

Таблица 2. Допустимые перетоки в сечении СЧ-1

Схема	МДП, Мвт
нормальная	1400
ремонт ВЛ 500 кВ 2-4	1100
ремонт ВЛ 500 кВ 2-3 цепь 1,2	1000

Таблица 3. Допустимых перетоки в сечении СЧ-2

Схема	МДП, Мвт
нормальная	1000
ремонт ВЛ 500 кВ 3-13 цепь 1,2	300
ремонт ВЛ 220 кВ 220 кВ 7-12	700

Таблица 4. Марки проводов ЛЭП

Наименование ВЛ	Марка провода ВЛ/длина ВЛ, км
ВЛ 500 кВ 2-4	3АС-480/64, 150
ВЛ 500 кВ 2-3 цепь 1,2	3АС-480/64, 160
ВЛ 500 кВ 3-5	3АС-400/51, 200
ВЛ 500 кВ 3-13 цепь 1,2	3АС-480/64, 120
ВЛ 220 кВ 220 кВ 1-9	АС-300/39, 70
ВЛ 220 кВ 220 кВ 6-7	АСО-400/51, 23
ВЛ 220 кВ 220 кВ 6-8 цепь 1,2	АСО-400/51, 45
ВЛ 220 кВ 220 кВ 7-12	АСО-400/51, 75
ВЛ 220 кВ 220 кВ 9-10	АС-300/39, 34
ВЛ 220 кВ 220 кВ 9-11 цепь 1,2	АС-300/39, 20
ВЛ 220 кВ 220 кВ 10-12	АСО-400, 15
ВЛ 220 кВ 220 кВ 11-12	АСО-400, 37

Таблица 5. Марки трансформаторного оборудования

Наименование объекта	Марка трансформатора
ГЭС	2хАОДЦТН 167000/500/220
ПС 500 кВ 5-7	АОДЦТН 267000/500/220
ТЭЦ-1	АОДЦТН 167000/500/220
ПС 500 кВ 12-13	АОДЦТН 267000/500/220

Таблица 6. Длительно-допустимые токовые загрузки ЛЭП

Наименование ВЛ	Iдл.доп, А
ВЛ 500 кВ 2-4	1960
ВЛ 500 кВ 2-3 цепь 1,2	1700
ВЛ 500 кВ 3-5	1960
ВЛ 500 кВ 3-13 цепь 1,2	1500
ВЛ 220 кВ 220 кВ 1-9	600
ВЛ 220 кВ 220 кВ 6-7	1960
ВЛ 220 кВ 220 кВ 6-8 цепь 1,2	1200
ВЛ 220 кВ 220 кВ 7-12	710
ВЛ 220 кВ 220 кВ 9-10	600
ВЛ 220 кВ 220 кВ 9-11 цепь 1,2	710
ВЛ 220 кВ 220 кВ 10-12	720
ВЛ 220 кВ 220 кВ 11-12	700

Таблица 8. Перегрузочная способность трансформаторного оборудования

Наименование объекта	Номанальная мощность, МВА	Номинальная токовая нагрузка (ВН), А
ГРЭС	3х267	692
ГЭС	2/3х267	925
ТЭЦ-1	3х210	700
ПС 500 кВ 12-13	3х210	692

Таблица 9. Данные об электростанциях.

электростанция	Диапазон, МВТ	Цена, руб/МВт	Pуст
ГЭС	50-1700	700	2000
ГРЭС	100-1800	950	2200
ТЭЦ-1	100-400	1050	540
ТЭЦ-2	100-900	1150	1180

Таблица 10. Данные о нагрузочных узлах

Наименование нагрузки	Мощность нагрузки, МВт
Н1	400
Н2	500
Н3	200
Н4	230
Н5	500

Таблица 11. Ремонты электросетевого оборудования

№ ремонта	Наименование оборудования выводимого в ремонт
1	ВЛ 220 кВ 7-12 и АТ 500/220 5-7
2	ВЛ 220 кВ ГЭС-9

Примечания:

· За балансирующий узел принять шины ГЭС.

· Потребление реактивной мощности в узлах нагрузки 0,5Рн.

· Заданное напряжение на шинах электростанций принять 1,05Uном.

· Диапазон регулирования по реактивной мощности электростанций +/-2000 МВар.

· При расчетах не учитывать РQ характеристики генераторов электростанций.

Порядок выполнения курсовой работы:

1) Расчет параметров элементов энергосистемы.

2) Создание расчетной модели энергосистемы в ПК Lincor.

3) Оптимизационный расчет электрического режима в ПК Lincor .

4) Анализ возможности вывода в ремонт электросетевого оборудования.

5) Выводы.

Расчет параметров схемы замещения сети

Исходные данные:

-длины, марки и сечения линий электропередач;

-удельные параметры проводов;

-номинальные параметры трансформаторов и автотрансформаторов.

Расчет параметров схемы замещения:

Для моделирования линий электропередач применил П-образную схему замещения

Рис.2. П-образная схема замещения ЛЭП.

Значения R [Ом], X [Ом], B [См] определил по формулам:

R=r₀L; X=x₀L; B=b₀L;

где L [км] длина линии между соседними узлами расчетной схемы , r₀ [Ом/км], x₀ [Ом/км], b₀ [См/км] значения удельных параметров. Активную проводимость (G) не учитывал.

Для двухобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов, когда не используется третья обмотка, использовал Г-образная схему замещения:

Рис.3. Г-образная схема замещения.

Параметры Г-образной схемы замещения определил по формулам:

Условные обозначения.

-U_ном - номинальное междуфазное напряжение стороны трансформатора, к которой приводится сопротивление трансформатора (как правило, это сторона высокого напряжения);

-S_ном - номинальная мощность трехфазного трансформатора или трехфазной группы однофазных трансформаторов;

-u_k - напряжение КЗ, % номинального напряжения;

-Р_k - потери КЗ (потери в меди) трех фаз трансформатора;

-Р_хх - потери холостого хода (потери в стали) трех фаз трансформатора;

-I_хх - ток холостого хода трансформатора, % номинального тока.

Для автотрансформаторов трансформаторов использовал схему замещения в виде трехлучевой звезды:



Рис.4. Трехлучевая схема замещения.

Параметры данной схемы замещения определил по следующим формулам:

G [См] и B [См] - по таким же формулам, как и для двухобмоточного трансформатора:

.

Полные сопротивления Z [Ом]:

активные сопротивления R [Ом]:

По найденным Z и R определил индуктивные сопротивления X [Ом]:

Условные обозначения:

· U_ном и S_ном - то же, что и для двухобмоточного трансформатора;

· u_к(ВС), u_к(ВН), u_к(СН) - напряжение КЗ между обмотками ВН-СН, ВН-НН, СН-НН соответственно, отнесенные к номинальной мощности (авто)трансформатора S_ном, % номинального напряжения;

· Р_кз(ВС), Р_кз(ВН), Р_кз(СН) - потери КЗ между обмотками ВН-СН, ВН-НН, СН-НН соответственно. Р_кз(ВС) в справочниках приводится отнесенной к номинальной мощности (авто)трансформатора S_ном, а Р_кз(ВН), Р_кз(СН) - к номинальной мощности обмотки НН S_НН, поэтому необходимо использование k_S;

· k_S - коэффициент, показывающий долю номинальной мощности обмотки НН S_НН от номинальной мощности (авто)трансформатора S_ном, если S_НН не указана, то k_S принимается равным коэффициенту выгодности автотрансформатора.

Создание расчетной модели ПК LinCorWin

Программный комплекс LinCorWin предназначен для решения следующих задач по оптимизации режимов электрических сетей и систем:

· расчет оптимального режима по активной мощности;

· расчет оптимального режима по напряжению и реактивной мощности;

· расчет комплексной оптимизации по активной и реактивной мощности;

· оптимизация мгновенного и интервального режима

· эквивалентирование характеристик относительных приростов;

· расчет узловых цен и полного набора множителей Лагранжа.

Перед проведение расчетов оптимизации режима по активной мощности необходимо подготовить расчетную модель.

В ПК LinCorWin Созданы три файла:

· режим.rg2

· сечения.sech

· графика.grf

В файле режим.rg2 заполнены таблицы:

Рис.5. узлы



Рис.6. ветви

Рис.7. Токовая загрузка ЛЭП и токовая загрузка Тр-ров

Рис.8. Опт - Генераторы

В файле сечения.sech заполнена таблицы Сечения и Гр. линий:

Рис.9. Сечения и Гр. линий

Создан файл графики.grf

Рис.10. Файл графики

Оптимизационный расчет по активной мощности.



Рис.11. Параметры оптимизации

Целевой функцией оптимизационного расчета выступает минимизация денежных затрат на выработку электроэнергии, исходя из заданных тарифов электростанций.

При решении задачи, ограничивающими факторами являлись:

· максимально допустимые перетоки в контролируемых сечениях,

· токовые загрузки ЛЭП и трансформаторов,

· предельно допустимые уровни напряжений в узлах,

· диапазон по выработке активной и реактивной мощности электростанций.

Оптимизационный расчет прошел успешно

Рис.12. Оптимизационный расчет

Таблица 10. Загрузка станций после оптимизации ПК LinCorWin

Электростанция	Р, МВт	Q, МВар
ГЭС	1391,1	-153,8
ГРЭС	287,9	490
ТЭЦ-1	100	134
ТЭЦ-2	100	277

Таблица 11. Загрузка контролируемых сечений

Наименование сечения	МДП, МВт	Переток мощности. МВт
Сеч-1	1400	1180
Сеч-2	1000	649

По завершению расчета и распределению нагрузки можно сделать вывод о высокой пропускной способности электросети, так как станции с высоким тарифом оказались на технологическом минимуме после оптимизации по активной мощности.

Анализ возможности вывода в ремонт электросетевого оборудования

1). Рассмотрим режим энергосистемы при выводе в ремонт ВЛ 220 кВ 7-12 и АТ 500/220 5-7.

Рис.13

Оптимизационный расчет прошел не успешно. В данной ремонтной схеме не возможно покрыть нагрузку в узлах 7 и 8 за счет генерации ТЭЦ-1 и сальдо перетока через АТ 500/220 на ТЭЦ-1. Для обеспечения возможности проведения данных ремонтов необходимо выполнить одно из следующих мероприятий:

- Ввод ГВО в узлах 7,8 с суммарным объемом не менее 50 МВт

- Разворот дополнительной генерации на ТЭЦ-1 (не менее 50 МВт)

Рассмотрим оба варианта.

1). Ввод ГВО в узлах 7,8 с суммарным объемом не менее 50 МВт.

Рис.14. Ввод ГВО в узлах 7,8

Таблица 12. Загрузка станций после оптимизации ПК LinCorWin

Электростанция	Р, МВт	Q, МВар
ГЭС	1277	-160
ГРЭС	100	17
ТЭЦ-1	100	218
ТЭЦ-2	372,5	414,9

Таблица 13. Загрузка контролируемых сечений

Наименование сечения	МДП, МВт	Переток мощности. МВт
Сеч-1	1600	100
Сеч-2	1100	652

Рис.15. Токовая загрузка ЛЭП и Тр-ров

2). Разворот дополнительной генерации на ТЭЦ-1 (не менее 50 МВт)

Таблица 14. Загрузка станций после оптимизации ПК LinCorWin

Электростанция	Р, МВт	Q, МВар
ГЭС	1252,2	-163,9
ГРЭС	100	15,8
ТЭЦ-1	100	218,7
ТЭЦ-2	450	424,8

Таблица 15. Загрузка контролируемых сечений

Наименование сечения	МДП, МВт	Переток мощности. МВт
Сеч-1	1600	1046
Сеч-2	1100	653

Рис.16. Разворот дополнительной генерации на ТЭЦ-1

Рис.17. Токовая загрузка ЛЭП и Тр-ров

Как показали расчеты оба варианта обеспечивают возможность проведения двойного ремонта ВЛ 220 кВ 7-12 и АТ 500/220 5-7.

2). Рассмотрим режим энергосистемы при выводе в ремонт ВЛ 220 кВ ГЭС-9

Рис.18. Режим энергосистемы при выводе в ремонт

Оптимизационный расчет можно считать успешным, в таблицах 18-21 представлены результаты расчета.

Таблица 16. Загрузка станций после оптимизации ПК LinCorWin

Электростанция	Р, МВт	Q, МВар
ГЭС	1181,1	-181,7
ГРЭС	363,8	338,9
ТЭЦ-1	100	62,1
ТЭЦ-2	225	226,8

Таблица 17. Загрузка контролируемых сечений

Наименование сечения	МДП, МВт	Переток мощности. МВт
Сеч-1	1600	597
Сеч-2	1100	671

Рис.19. Токовая загрузка ЛЭП и Тр-ров

Выводы

В ходе данной курсовой работы была подготовлена расчетная модель заданной энергосистемы для решения задачи оптимизации по активной мощности. Все расчеты режимов и оптимизации производились в ПК LinCorWin. Целевой функцией оптимизационного расчета являлось уменьшение денежных затрат на производство электроэнергии с выдержкой всех ограничений в энергосистеме. Тарифы электростанций взяты согласно заданию. Так же в курсовой работе были рассмотрены возможности вывода в ремонт электросетевого оборудования (без учета критерия n-1). Все ремонты возможны, при проведении необходимых мероприятий.

Список литературы

1. Методические указания по устойчивости энергосистем. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.

2. Справочное издание (2-е переработанное и дополненное) под редакцией Файбисовича Д.Л. Изд-во М.: НЦ ЭНАС, 2006 г.

3. Руководство пользователя ПК LinCorWin.

Размещено на Allbest.ru