WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Проверка ограничений (3)–(6) в процессе оптимизации критериев (1) и (2) основана на расчетах установившихся режимов радиальной сети, которые осуществляются с помощью метода обратного/прямого хода с учетом установок распределенной генерации в распределительной сети. Для расчетов можно использовать интервальный метод, который позволяет получать диапазоны значений напряжений и токов.

При выделении и формировании «островов» учитываются две особенности. Первая заключается в наличии ограничений (4), (6), наряду с ограничениями (3), (5), что означает различие в требованиях к уровням напряжений в узлах и предельной загрузке ветвей сети в послеаварийных режимах по сравнению с нормальными режимами. Второй особенностью является обеспечение электроснабжением в первую очередь наиболее ответственных потребителей в узлах распределительной электрической сети.

Рассматриваемая задача координации управления нормальными и послеаварийными режимами распределительной электрической сети решается при условии минимизации переключений при переходе от нормального к послеаварийному режиму. Это важно с точки зрения минимизации числа переключающих устройств, возможных их отказов, а также ошибок персонала, и предопределяет рассмотрение задачи в виде комплексной двухкритериальной проблемы.

Распространенным подходом является учет надежности электроснабжения потребителей через ущербы от недоотпуска электроэнергии, что позволяет многокритериальную задачу свести к однокритериальной. Для этого необходимо иметь уверенные оценки удельных ущербов от перерывов электроснабжения для различных электроприемников потребителей, что далеко не всегда возможно. Поэтому для решения рассматриваемой двухкритериальной задачи был применен метод последовательных уступок.

Задача реконфигурации распределительной электрической сети решается методом колонии муравьев. Идею муравьиного алгоритма предложил М.Дариго в начале 1990-х годов. Этот метод основан на моделировании поведения муравьев. При своем движении муравей метит путь пахнущим веществом – феромоном, и эта информация используется другими муравьями для выбора пути. Это элементарное правило поведения и определяет способность муравьев находить новый путь, если старый оказывается недоступным. В данной работе в качестве длины пути рассматриваются активные потери во всей сети. Место размыкания сети выбирается по правилам рулетки, вероятность места размыкания определяется по формуле:

(7)

где - уровень феромона; - «видимость», величина, обратная длине пути, который проходят муравьи; - количество муравьев; - список ветвей в контуре ; - параметр, определяющий относительный приоритет феромона; определяет текущую рассматриваемую ветвь или текущую итерацию алгоритма.

В задаче выделения распределенной генерации на эквивалентную нагрузку при потере электроснабжения от питающей подстанции основной электрической сети (выделение «островов») необходимо учитывать ряд требований:

1) Должен выполняться баланс между распределенной генерацией и нагрузкой, чтобы не только полностью использовать, но и не перегрузить распределенную генерацию. Условие баланса мощности в «острове» находится с использованием переборного алгоритма путем формирования ячеек. Для каждой ячейки проверяется условие

(8)

где - индексы источников и нагрузок в ячейке, - индекс ячейки.

2) Формирование ячеек производится путем подключения в первую очередь ближайших нагрузок, при этом удаленность узлов нагрузок оценивается суммарным сопротивлением ветвей, соединяющих источник с потребителем.

3) При формировании ячеек в первую очередь обеспечивается электроэнергией наиболее важные электроприемники потребителей.

4) На каждом шаге переборного алгоритма выполняется расчет потокораспределения в «острове» и проверяются ограничения (4), (6). В случае невыполнения этих ограничений формирование острова прекращается на предыдущем шаге.

Одной из проблем при решении установившегося режима электрической сети является неопределенность исходных данных. Такая неопределенность может возникать при измерении параметров элементов электрической сети. Однако основная неопределенность связана с неточностью измерения, вычисления или прогнозирования нагрузок.

Существует ряд подходов к учету неопределенности исходных данных при расчетах электрических сетей. Одним из эффективных подходов является интервальный анализ, при использовании которого неопределенные исходные данные представляются как интервальные числа (заданные интервалом значений, а не фиксированным значением). Применение интервального метода особенно оправдано в достаточно распространенном случае отсутствия обоснованного вероятностного закона распределения параметра в заданном диапазоне.

В данной работе разработан интервальный метод расчета установившегося режима распределительной электрической сети с распределенной генерацией с использованием алгоритма обратного/прямого хода.

Комплексное число определяется как интервальное комплексное число, если его действительная и мнимая части являются интервальными числами. Сопряженное комплексное число определяется как. Для любых двух комплексных интервальных чисел и, арифметические операции определяются выражениями:

(9)

(10)

(11)

(12)

где и.

Интервальными числами могут быть заданы любые параметры схемы и режима электрической сети. Результаты расчета также представляются интервальными комплексными числами.

Алгоритм обратного/прямого хода работает следующим образом:

Начальные приближения напряжений в узлах устанавливаются равными напряжению питающего узла (источника);

Обратный ход состоит в расчете токов нагрузок в узлах и ветвях, начиная от конечных узлов схемы и двигаясь к питающему узлу;

Прямой ход заключается в вычислении падений напряжений в ветвях, значений напряжений в узлах, начиная от питающего узла, и контроль сходимости итерационного процесса на основе сравнения модулей напряжений текущей итерации и предыдущей.

В расчетах распределенная генерация представляется двумя моделями PU –или PQ – в зависимости от типа и условий работы источников распределенной генерации. Установка может генерировать активную мощность и в пределах ограничений генерировать или поглощать реактивную мощность, поддерживая тем самым напряжение узла. При модели PQ источник не участвует в поддержании напряжения в узле. При моделировании установки моделью PU указывается генерируемая активная мощность и заданное напряжение в узле подключения источника, которое он будет поддерживать за счет изменения им генерируемой реактивной мощности.

В ходе расчете может случиться, что генерируемая реактивная мощность Q

достигнет одной из границ – или. В таком случае генераторный узел будет переведен с модели PU на модель PQ, после чего он перестанет поддерживать заданное напряжение в узле. Если в дальнейшем итерационном процессе потребная для поддержания напряжения U генерируемая реактивная мощность Q вновь окажется внутри ограничений по Q, то генераторный узел будет обратно переведен на модель PU.

Процедура решения многокритериальной задачи методом последовательных уступок заключается в следующем:

  • Все частные критерии располагают и нумеруют в порядке их относительной важности.
  • Оптимизируют первый, наиболее важный критерий.
  • Назначают величину допустимого отклонения от оптимума первого критерия (уступки).
  • Оптимизируют второй по важности частный критерий при условии, что значение первого критерия не должно отличаться от оптимального значения более, чем на величину установленной уступки.

В общем случае при необходимости изложенная процедура может включать несколько итераций, сходящихся к удовлетворительному компромиссному решению.

В диссертации метод последовательных уступок несколько модифицирован с учетом специфики проблемы. Смысл модификации заключается в том, что искомым решением является место (ветвь) размыкания распределительной сети, общее с точки зрения обоих критериев (1) и (2). Более важным принимается критерий (1). Процедура модифицированного метода последовательных уступок состоит в последовательном поиске приемлемого в смысле допустимой уступки по первому критерию места размыкания с помощью корректировки «острова».

В третьей главе дан краткий обзор современного состояния электроэнергетической системы (ЭЭС) Центрального района Монголии. Подробно рассмотрены результаты исследования разработанных методов и алгоритмов на схеме ЭЭС Центрального района Монголии. В качестве исследуемой сети рассмотрена упрощенная сеть Центральной энергосистемы Монголии. Основным пунктом питания условно считаются шины Гусиноозерской тепловой электростанции, работающей в составе Единой энергосистемы России и выдающей электроэнергию в Центральную энергосистему Монголии по линии 220 кВ. В Центральной энергосистеме Монголии работают четыре тепловые электростанции сравнительно небольшой мощности, которые условно считаются источниками распределенной генерации. Центральная ЭЭС Монголии, как видно из схемы, в основном работает радиально и основная часть потребителей, а также более ответственные нагрузки расположены главным образом в центральной части. Для данного исследования рассмотрены три варианта расчета. Каждый вариант расчета имеет свои особенности, описанные ниже.

Для первого варианта расчета в результате реконфигурации сети по критерию минимума потерь активной мощности (1) с учетом ограничений (3), (5) выявлены места размыкания контуров сети. Это ветви 2-22, 19-34, 48-56, показанные на рис. 1 штриховыми линиями.

Рис. 1. Места размыкания электрической сети в нормальном режиме (штриховые линии) и состав “островов” в послеаварийном режиме (обведены)

При исследовании второго критерия был рассмотрен послеаварийный режим в сети Центральной ЭЭС Монголии при потере электроснабжения от шин Гусиноозерской тепловой электростанции. При этом генерация, входящая в состав Центральной энергосистемы Монголии, питает часть нагрузки, в результате по критерию (2) сформированы три независимых «острова» (рис. 1). Для всех «островов» выполняются ограничения (4), (6).

При сопоставлении мест размыкания в нормальном и послеаварийном режимах можно видеть, что размыкание ветви 2–22 совпадает для обоих случаев. Отключение ветви 48–56 не имеет значения для послеаварийного режима, так как она не влияет на формирование «острова».

С точки зрения минимума потерь в нормальном режиме ветвь 19–34 должна быть отключена. В послеаварийном режиме место размыкания другое – отключается ветвь 6–10. При размыкании контура по этой ветви в нормальном режиме потери мощности намного выше оптимальных. Такое увелечение потерь неприемлемо.

Найдем приемлемую уступку по критерию минимума потерь активной мощности (1) в нормальном режиме путем корректировки «острова». Рассмотрим вариант размыкания ветви 15–19 при соответствующем сокращении этого «острова» за счет исключения из него узлов 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18. При размыкании ветви 15–19 увеличение потерь в нормальном режиме по сравнению с оптимальным значением немного менее 5%, что приемлемо.

Попытаемся расширить остров, сделав дополнительную уступку по критерию (1). Для этого вместо ветви 15–19 размыкаем ветвь 12–15. При этом в нормальном режиме потери увеличиваются на 7% по сравнению с оптимальным значением потерь. Такое увеличение неприемлемо.

Таким образом, компромиссным решением с точки зрения критериев (1) и (2) является размыкание ветвей 2–22, 48–56, 15–1 9 (рис. 2).

Рис. 2. Оптимальные места размыкания электрической сети с учетом требований нормального и послеаварийного режимов для варианта расчета № 1

Второй вариант расчета проводился при условии, что два агрегата ТЭЦ, вырабатывающей основную мощность, которая снабжает большинство узлов центральной части Монголии, в том числе и ответственных потребителей, находятся в ремонте. Тогда Центральная ЭЭС Монголии будет испытывать нехватку мощности и этот дефицит будет покрываться за счет импорта из России.

В этом варианте расчета состав «островов» I и II не изменяется по сравнению с первым вариантом. «Остров» III существенно сократился. Для этого варианта расчета в послеаварийном режиме отключаются линии 610, 222, 2927, 4244 (рис. 3). Этот вариант расчета является особым случаем, так как он не дает возможности применить метод уступок. Все три «острова» мы не имеем возможности скорректировать для того, чтобы минимизировать число переключаемых линий.

Рис. 3. Места отключения в послеаварийном режиме для варианта расчета № 2

Для этого варианта возможны два варианта выбора мест отключения линий. Первый вариант: пожертвовав потерями мощности в нормальном режиме, для нормального режима, можно выбрать в качестве отключаемых линий 610, 222, 2927, 4244. Второй вариант: в нормальном режиме выбрать одни места отключения, а в послеаварийном режиме другие места отключения, т.е. рассмотреть каждый режим отдельно.

Третий вариант рассчитан при условии, что мощности, вырабатываемые Дархан ТЭЦ и Эрдэнэт ТЭЦ увеличены, а также увеличены нагрузки центральной части ЭЭС Монголии. При этом Центральная ЭЭС Монголии будет испытывать недостаток необходимой генерации, которая будет покрыватся за счет поставки из России.

Для этого варианта расчета в послеаварийном режиме отключаются линии 2927, 4856, 222. При сопоставлении мест отключении в нормальном и послеаварийном режимах видно, что линии 222 и 48–56 входят в число отключаемых как в нормальном, так и в послеаварийном режимах. При отключении линии 2927 в нормальном режиме потери мощности увеличились на незначительную величину, которую мы можем допустить. Поэтому в данном случае считаем, что в применении метода последовательных уступок нет необходимости. В данном варианте расчета местами отключения в нормальном и послеаварийном режимах будут линии 2927, 4856, 222.

Рис. 4. Места отключения в послеаварийном режиме для варианта расчета № 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Разработана технология комплексного управления нормальными и послеаварийными режимами систем электроснабжения с распределенной генерацией как многокритериальной проблемы при использовании различных методов для решения отдельных задач.

2. Разработан и исследован метод оптимальной с точки зрения минимума потерь реконфигурации распределительной электрической сети, включающей распределенную генерацию, с использованием эвристического алгоритма колонии муравьев.

3. Разработан и исследован алгоритм выделения «островов» в распределительной сети с распределенной генерацией при потере основного пункта питания на основе метода формирования «ячеек».

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»