1.19. Распределение нагрузки в системе с гэс

Оптимальный режим в системе с ГЭС при неучете изменения напора заключается в подборе таких удельных экономий для каждой ГЭС _j , при которых обеспечивается условие баланса по воде за цикл регулирования. Расчетный период в системе с несколькими ГЭС определяется наибольшим циклом регулирования.

Расчет начинается с исходного приближения для каждой ГЭС

Затем корректируется характеристики умножением приростов q_j(P) на _j. После этого начинается цикл по ступеням графика. На каждой ступени распределяется нагрузка между станциями по условию .

После окончания цикла для каждой ГЭС по найденной мощности для каждой ступени определяется расход воды, затем находится средний и сравнивается с заданным. Если небаланс по воде составляет больше 5%, то корректируется  и расчет повторяется. Для снижения расхода воды удельная экономия повышается пропорционально величине небаланса, для увеличения расхода – снижается..

1.19.1. Применение динамического программирования для выбора графика сработки водохранилища для гэс

Наиболее точное решение задачи оптимального распределения активной мощности в системе с ГЭС можно найти методом динамического программирования. Рассмотрим систему, в которой ГЭС работает параллельно с обобщенной ТЭС на общую нагрузку (рис. 1.37).

Режим работы ГЭС однозначно определяется изменением отметки ГВБ, поэтому в качестве неизвестной принимаем отметку ГВБ, которую обозначим x(t).

Полагаем, что известен цикл  = 24 часа, а также отметка ГВБ в начале и в конце цикла регулирования x₀ и x_К. Известен также график нагрузки P_H(t), представленный ступенями продолжительностью Δt, и прогноз приточности Q_пр(t) в м³/с, называемый гидрографом (рис.1,38):

Особенности зоны затопления позволяют определить зависимость объема водохранилища от уровня ГВБV(x). Известен характер изменения отметки ГНБ от расхода воды Q, задана расходная характеристика эквивалентной ТЭС В(Р_т).

Как известно, динамическое программирование разработано для оптимизации многоэтапных процессов. При этом оптимизация проводится на каждом этапе последовательно, но с учетом влияния результатов на последующие решения.

Алгоритм:

1. При x₀ и x_i находим V(x₀) и V(x_i);

2. Считается расход воды ;

3. Находим x_{ГНБ­­­­­­}(Q);

4. Средний напор: ;

5. ;

6. 

B₁>B₅.

На втором этапе для каждого состояния рассматривается все переходы из возможных состояний в конце первого, где считаются эффективности на каждом шаге .

Оптимальное управление на шаге выбирается по минимуму расхода на 1-ом и 2-ом шагах. Это условно-оптимальное управление запоминается. Оптимальный график находится обратным ходом от x_К к x₀.

Недостаток метода – большой объем вычислений.

1.20. Оптимизация реактивной мощности в системе

В качестве источников реактивной мощности, которые могут использоваться для оптимизации режима энергосистемы, будем рассматривать синхронные генераторы электростанций и синхронные компенсаторы системных подстанций.

Генерация реактивной мощности не связана непосредственно с расходом топлива, но влияет на него через изменение потерь в сети. Таким образом, в качестве критерия принимается минимум потерь с учетом баланса реактивной мощности:

;

,

где q(Q) – потери реактивной мощности в сети,

Q_H – общая нагрузка, определяется с учетом зарядных мощностей.

Составим функцию Лагранжа:

,

условие минимума которой по всем источникам

позволяет получить следующее равенство

.

Смысл этого условия можно определить, если рассмотреть конечные приращения

,

т.е. приращения потерь в сети по отношению к изменению реактивной мощности всех источников с учетом потерь на 1 МВАр должны быть равны.

Если в качестве БУ принять источник Q_n, то для него и всех остальных должно выполняться условие . В этом случае оптимальные реактивные мощности можно найти по общей формуле потерь, полученной ранее для активных мощностей и аналогичной ей

.

Откуда

и решение в матричной форме

.

Здесь вектор C_Qопределяется по заданным узловым реактивным нагрузкам с использованием коэффициентов токораспределения в R-схеме.

Оптимизация реактивных мощностей должна проводится с учетом ограничений по напряжению.