Содержание
Лабораторные работы по дисциплине «Микропроцессоры в средствах медицинской электроники» для студентов специальности «Медицинская электроника» /
Выдержка из текста
Введение
Основной математической задачей является поиск оптимального режима энергосистемы. Энергосистема может находиться в одном из следую¬щих режимов: нормальном оптимальном; при этом зна¬чения всех параметров режима (напряжений, токов, перетоков мощ¬ностей, частоты) находятся в пределах, допустимых для длитель¬ной работы; выполнены требования качества и надежности; рас¬пределение нагрузки и уровни напряжений соответствуют опти¬мальным с точки зрения экономичности; нормальном неоптимальном; отличается от нормаль¬ного оптимального тем, что распределение нагрузки и уровни на¬пряжений не соответствуют оптимальным с точки зрения эконо¬мичности; утяжеленном (ухудшенном); при этом значения отдель¬ных параметров отличаются от длительно допустимых и могут су¬ществовать лишь в течение минут или десятков минут до восста¬новления нормального режима; утяжеленный режим характеризу¬ется также более низкой степенью надежности электроснабжения из-за отличия схемы сети от нормальной;
аварийном; при этом отдельные параметры режима дости¬гают значений, существование которых допустимо лишь кратко¬временно (доли секунды или секунды) вследствие опасности нару¬шения устойчивости параллельной работы и повреждения оборудо¬вания (к аварийным режимам относятся короткие замыкания, асинхронный ход, аварийное снижение напряжения или частоты),
после нарушения; возникает после внезапного (незапла¬нированного) нарушения схемы сети или режима, если при этом значения параметров режима отличны от аварийных;
и послеаварийном; возникает после аварийного нарушения, т. е. нарушения, сопровождающегося аварийными значениями па¬раметров. Режим после нарушения может быть нормальным или утяжеленным в зависимости от удовлетворения в каждом конкретном случае требований качества, надежности и эко¬номичности.
В разных режимах задачи управления энергосистемой различ¬ны.
Задача управления в нормальном режиме — обеспечение эко¬номичной работы при соблюдении установленных нормативов по качеству и надежности; предотвращение перехода к утяжеленному режиму в результате превышения допустимых значений отдельных параметров режима (перетоков мощности, напряжений на шинах и т. д.). Управление энергосистемой в нормальном режиме осуще¬ствляется оперативным персоналом и устройствами автоматики нормального режима (автоматика регулирования частоты и актив¬ной мощности — АРЧМ и автоматика регулирования напряже¬ния).
Задача управления в утяжеленном режиме — предотвращение перехода в аварийный режим и восстановление нормального режи¬ма. Управление в утяжеленном режиме осуществляется оператив¬ным персоналом и устройствами автоматики нормального режима (автоматика регулирования и ограничения перетока, автоматика регулирования напряжения). Первоочередная задача, решаемая в утяжеленном режиме, — восстановление нормальных значений па¬раметров режима; лишь после этого осуществляется оптимизация режима по активной и реактивной мощности.
Задача управления в аварийном режиме — отключение повреж¬денного элемента, предотвращение распространения аварии на со¬седние участки, обеспечение восстановления всех параметров ре¬жима до значений, допустимых в течение определенного времени, необходимого оперативному персоналу для восстановления нор¬мального режима (минуты, десятки минут). Управление в аварий¬ном режиме обеспечивается в основном устройствами релейной за¬щиты и противоаварийной автоматики. Лишь в исключительных случаях, когда вследствие многократных отказов в первичной сети и системе управления не удается ликвидировать аварию, требу¬ется вмешательство оперативного персонала.
Вид управления в послеаварийном режиме определяется харак¬тером установившегося после нарушения режима: в конечном счете, должно быть обеспечено восстановление нормального оптималь¬ного режима.
Нахождение энергосистемы в режимах, отличающихся от нор¬мального оптимального, связано с определенным экономическим ущербом и должно быть по возможности ограничено.
Общим критерием оптимальности управления в переходном процессе может служить суммарный ущерб, обусловленный недоотпуском электроэнергии и ухудшением параметров режима в аварийном и послеаварийном режимах. Поскольку достаточно обоснованная методика определения суммарного ущерба отсут¬ствует, критерием оптимальности может служить суммарный недоотпуск электроэнергии, а целевой функцией оптимального управ¬ления минимизация недоотпуска.
К общему критерию оптимальности управления можно также отнести минимум суммарной продолжительности нахождения энер¬госистемы в аварийном и послеаварийном режимах.
Наряду с общими критериями оптимальности управления воз¬можно применение частных критериев, относящихся к «отдельным этапам развития аварии в энергосистеме. Так, например, для ко¬роткого замыкания параметром, позволяющим оценить эффектив¬ность существующей или проектируемой системы релейной защи¬ты, может служить длительность существования короткого замыка¬ния. Другим критерием, отражающим не только длительность су¬ществования короткого замыкания, но и тяжесть вызванного им возмущения с учетом вида и удаленности повреждения, может быть интегральное значение снижения в контрольных точках ос¬новной сети напряжения прямой последовательности.
Для оценки оптимальности управления переходным процессом с учетом возможности нарушения устойчивости параллельной ра¬боты можно использовать критерий минимизации увеличения угла между эдс конкретных электростанций или времени затухания ко¬лебаний углов.
Показателем эффективности применения мероприятий по пре¬дотвращению нарушений устойчивости параллельной работы яв¬ляется снижение общего количества нарушений синхронизма, происшедших за определенное время (например, за год) в энерго¬системе.
Эффективность действия автоматики, ликвидирующей асинхронный режим энергосистемы, характеризуется его длительностью и возможностью предотвращения распространения на соседние энер¬госистемы.
Критериями оптимальности управления переходными процесса¬ми в энергосистемах в условиях внезапно возникшего дефицита активной мощности могут служить: суммарная длительность ра¬боты энергосистемы со сниженными значениями частоты; интег¬ральные значения снижения частоты за соответствующий отрезок времени; суммарная продолжительность работы основных электропередач энергосистемы со сниженными запасами устой-чивости.
1.Расчет конфигурации системы
Начальным этапом является определение оптимального варианта электроснабжения потребителей. На данном этапе определяется количество линий электропередач, от каких подстанций потребители будут получать электроэнергию и выбирается вариант с наименьшими затратами.
Исходные данные:
Таблица 1-данных по линиям электропередач.
Л1п1,кмЛ2п1,кмЛ3п1,кмЛ4п1,кмЛ5п1,км
4740393841
Л1п2Л2п2Л3п2Л4п2Л5п2
4134333231
Л1п3Л2п3Л3п3Л4п3Л5п3
4754535251
Таблица 2-заданных нагрузок.
Р1,МВтР2,МВтР3,МВтР4,МВтР5,МВт
2418222224
Таблица 3-данных по подстанциям.
П1,МВтП2,МВтП3,МВт
585960
С1,руб/КмС2 руб/КмС3 руб/Км
0,0330,0220,011
Расчёт оптимальной схемы электроснабжения 5-ти потребителей электрической энергии проводим в программе «Microsoft Office Excel». Конфигурация системы должна отвечать минимуму стоимости передачи мощности всем потребителям. Расчёт представлен в приложении 1.
Список использованной литературы
А.Н.Осипов [и др.]. — Мн.: БГУИР, 2002. 37 с.: ил.