Зміст

Вступ……………………………………………………………………….……...4

1. Розрахунок параметрів схеми заміщення електричної мережі……………5

2. Розрахунок режимних параметрів електричної мережі за умови природнього струморозподілу…………………………………………………….…………8

3. Розрахунок економічного струморозподілу та економічних врівноважувальних ЕРС……………………………………...…………………………………17

4. Оптимізація режиму електричної мережі шляхом встановлення ВДТ - вибір оптимального місця встановлення та оптимальних параметрів ВДТ…………………………………………………………………………….....21

5. Оптимізація режиму електричної мережі шляхом встановлення УПК - вибір оптимального місця встановлення та оптимальних параметрів УПК………………………………………………………………………………28

6. Оптимізація режиму електричної мережі шляхом розмикання контурів – оптимальну кількість розімкнених контурів та оптимальні ділянки для розмикання цих контурів……………………………………………………………40

7. Визначення оптимального варіанту оптимізації режиму вихідної електричної мережі………………………………...………………………………………50

8. Формулювання висновків по курсовій роботі…………………..…………..51

Список літератури…………………………………..........................................52

Вступ

Метою виконання курсової роботи є практичне закріплення студентами теоретичного матеріалу дисципліни «Методи оптимізації режимів енергосистем».

Курсова робота передбачає розв’язування задачі оптимізації режиму неоднорідної електричної мережі за рахунок включення вольтододаткових трансформаторів (ВДТ), застосування установок повздовжньої компенсації (УПК) та розрізання контурів електричної мережі. При вирішенні визначаються економічне потокорозподілення, економічні врівноважувальні електрорушійні сили (ЕРС), параметри ВДТ, компенсуючий опір, кількість паралельних гілок і кількість послідовних елементів кожної гілки УПК та місця розрізання контурів електричної мережі.

Вихідною інформацією для розв’язування задачі оптимізації режиму неоднорідної електричної мережі є техніко-економічні характеристики елементів мережі, розрахункова схема, потужності пунктів, напруга балансуючого пункту і т.і.

Курсова робота включає розділи, у яких розглядаються питання розрахунку економічного потокорозподілення, економічних врівноважувальних ЕРС, вибору параметрів ВДТ та УПК, вибору місць розтину електричної мережі.

Розрахунки за окремими розділами курсової роботи з необхідним ступенем точності виконано як з використанням звичайних обчислюваль­них засобів, так і за допомогою ПЕОМ.

1. Розрахунок параметрів схеми заміщення електричної мережі

Вихідна схема мережі:

Рис. 1. Схема електричної мережі

За даними схеми мережі знайдемо параметри схеми заміщення. Опори ділянок схеми будуть рівними, Ом:

Провідності ділянок схеми будуть, См:

Опори та провідності інших ділянок схеми визначаються аналогічно. Результати занесені в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1. Опори та провідності ділянок схеми

№ ділянки	Опір ділянок, Ом	Провідності ділянок, См
0-1	4,25+j14,58	j101,09·10-6
0-7	4,838+j16,605	j115,1·10-6
0-6	2,714+j9,315	j64,58·10-6
1-2	5,724+j14,868	j98,89·10-6
2-3	5,612+j9,821	j61,13·10-6
1-8	6,12+j12,6	j81,21·10-6
3-4	17,302+j18,204	j104,4·10-6
4-5	10,2+j21	j135,3·10-6
6-3	7,808+j13,664	j85,06·10-6
5-6	4,692+j9,66	j62,26·10-6
5-7	13,176+j23,058	j143,5·10-6
7-8	15,192+j15,984	j91,69·10-6

Визначаємо розрахункові провідності пунктів, См:

Розрахункові провідності пунктів визначаються аналогічно. Результати розрахунку приведені в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2. Розрахункові провідності пунктів

№ вузла	Розрахункові провідності вузлів, См
0	j140,4·10-6
1	j140,595·10-6
2	j80,013·10-6
3	j125,308·10-6
4	j119,889·10-6
5	j170,571·10-6
6	j105,951·10-6
7	j175,176·10-6
8	j86,451·10-6

Визначаємо алгебраїчні провідності пунктів. Взаємні алгебраїчні провідності ділянок будуть, См:

Подальші розрахунки взаємних алгебраїчних провідностей ділянок мережі виконуються аналогічно. Результати розрахунку приведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3. Взаємні алгебраїчні провідності ділянок

№ ділянки	Взаємні провідності ділянок, См
0-1, 1-0	0,0184-j0,0632
0-7, 7-0	0,0162-j0,0555
0-6, 6-0	0,0288-j0,099
1-2, 2-1	0,0226-j0,0586
2-3, 3-2	0,0439-j0,0768
1-8, 8-1	0,0312-j0,0642
3-4, 4-3	0,0274-j0,0289
4-5, 5-4	0,0187-j0,0385
6-3, 3-6	0,0315-j0,0552
5-6, 6-5	0,0407-j0,0838
5-7, 7-5	0,0187-j0,0327
7-8, 8-7	0,0312-j0,0632

Визначаємо власні алгебраїчні провідності вузлів, См:

Решта власних алгебраїчних провідностей визначається аналогічно. Результати розрахунку приведені в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4. Власні алгебраїчні провідності вузлів

№ вузла	Власні провідності вузлів, См
1	-0,0722+j0,186
2	-0,0664+j0,1353
3	-0,1028+j0,1608
4	-0,0461+j0,0674
5	-0,0781+j0,155
6	-0,101+j0,2379
7	-0,0661+j0,1211
8	-0,0624+j0,097

2. Розрахунок режимних параметрів електричної мережі за умови природнього струморозподілу

Розрахунок режимних параметрів електричної мережі будемо вести за методом Зейделя з точністю 0,01 МВА. Розрахункові потужності пунктів на першій ітерації, МВА:

Таблиця 2.1. Розрахункові потужності пунктів на першій ітерації

№	1	2	3	4	5	6	7	8
Ṡрі,МВА	23-j16,3	19-6,03	9-j5,48	5+j2,45	16-j5,94	6+j4,28	7-j0,88	21-j12,95

Напруги пунктів на першій ітерації будуть, кВ:

Небаланси потужностей вузлів схеми, МВА:

=|23-j16,3-((0,0184-j0,0632)∙113+(0,0226-j0,0586)∙(109,1-j1,19)+(0,0312-j0,0642)∙110

+(-0,0722+j0,186)∙(109,92-j0,79))∙( 109,92+j0,79)|=27,55

=|19-j6,03-((0,0226-j0,0586)∙(109,92-j0,79)+(0,0439-j0,0768)∙(109,11-j0,75)+

+(-0,0664+j0,1353)∙(109,1-j1,19))∙(109,1+j1,19)|=11,44

=|9-j5,48-((0,0439-j0,0768)∙(109,1-j1,19)+(0,0274-j0,0289)∙(109,54-j1,04)+

+(0,0315-j0,0552)∙(110,79-j0,93)+(-0,1028+j0,1608)∙(109,11-j0,75))∙

∙ (109,11+j0,75)|=12,16

=|5+j2,45-((0,0274-j0,0289)∙(109,11-j0,75)+(0,0187-j0,0385)∙(109,23-j0,86)+

+(-0,0461+j0,0674)∙(109,54-j1,04))∙ (109,54+j1,04)|=5,49

=|16-j5,94-((0,0187-j0,0385)∙(109,54-j1,04)+(0,0407-j0,0838)∙(110,79-j0,93)+

(0,0187-j0,0327)∙(110,75-j0,89)+(-0,0781+j0,0155)∙(109,23-j0,86))∙

∙ (109,23+j0,86)|=17,01

=|6+j4,28-((0,0407-j0,0838)∙(109,23-j0,86)+(0,0288-j0,099)∙113+

+(0,0315-j0,0552)∙(109,11-j0,75)+(-0,101+j0,2379)∙(110,79-j0,93))

∙(110,79+j0,93)|=0,08

=|7-j0,88-((0,0162-j0,0555)∙113+(0,0187-j0,0327)∙(109,23-j0,86)+

+(0,0312-j0,0329)∙(108,49-j1,61)+(-0,0661+j0,1211)∙(110,75-j0,89))∙

∙ (110,75+j0,89)|=11,02

=|21-j12,95-((0,0312-j0,0642)∙( 109,92-j0,79)+(0,0312-j0,0329)∙(110,75-j0,89)+

+(-0,0624+j0,0971)∙(108,49-j1,61))∙(108,49+j1,61)|=0,49

Як бачимо, небаланси потужностей на першій ітерації більші, ніж точність розрахунку. Це свідчить про те, що потрібно продовжувати розрахунок. Отже, розрахункові потужності на другій ітерації будуть, МВА:

Таблиця 2.2. Розрахункові потужності вузлів

№	1	2	3	4	5	6	7	8
Ṡрі,МВА	23-j16,3	19-j6,05	9-j5,51	5+j2,44	16-j5,96	6+j4,3	7-j0,85	21-j12,98

Напруги пунктів на другій ітерації будуть, кВ:

Небаланси потужностей вузлів схеми, МВА:

=|23-j16,3-((0,0184-j0,0632)∙113+(0,0226-j0,0586)∙(108,23-j2,05)+(0,0312-j0,0642)∙

∙ (107,88-j2,49)+(-0,0722+j0,186)∙(109,14-j1,78))∙( 109,14+j1,78)|=16,66

=|19-j6,05-((0,0226-j0,0586)∙(109,14-j1,78)+(0,0439-j0,0768)∙(108,87-j1,68)+

+(-0,0664+j0,1353)∙(108,23-j2,05))∙(108,23+j2,05)|=9,19

=|9-j5,51-((0,0439-j0,0768)∙(108,23-j2,05)+(0,0274-j0,0289)∙(109,02-j1,9)+

(0,0315-j0,0552)∙(110,93-j1,47)+(-0,1028+j0,1608)∙(108,87-j1,68))∙

∙ (108,87+j1,68)|=7,84

=|5+j2,44-((0,0274-j0,0289)∙(108,87-j1,68)+(0,0187-j0,0385)∙(109,67-j1,76)+

+(-0,0461+j0,0674)∙(109,02-j1,9))∙ (109,02+j1,9)|=4,67

=|16-j5,96-((0,0187-j0,0385)∙(109,02-j1,9)+(0,0407-j0,0838)∙(110,93-j1,47)+

(0,0187-j0,0327)∙(110,53-j1,76)+(-0,0781+j0,0155)∙(109,67-j1,76))∙

∙ (109,67+j1,76)|=9,13

=|6+j4,3-((0,0407-j0,0838)∙(109,67-j1,76)+(0,0288-j0,099)∙113+

+(0,0315-j0,0552)∙(108,87-j1,68)+(-0,101+j0,2379)∙(110,93-j1,47))

∙(110,93+j1,47)|=0,04

=|7-j0,85-((0,0162-j0,0555)∙113+(0,0187-j0,0327)∙(109,67-j1,76)+

+(0,0312-j0,0329)∙(107,88-j2,49)+(-0,0661+j0,1211)∙(110,53-j1,76))∙

∙ (110,53+j1,76)|=5,38

=|21-j12,98-((0,0312-j0,0642)∙( 109,14-j1,78)+(0,0312-j0,0329)∙(110,53-j1,76)+

+(-0,0624+j0,0971)∙(107,88-j2,49))∙(107,88+j2,49)|=0,24

Подальші результати розрахунку відображені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3. Результати ітераційного розрахунку

Параметр	№ ітерації	№ пункту
		1	2	3	4	5	6	7	8
,кВ	1	109,92	109,11	109,11	109,54	109,23	110,79	110,75	108,5
	2	109,15	108,25	108,88	109,04	109,69	110,94	110,55	107,91
	5	108,34	107,66	108,61	109,15	109,72	110,96	110,36	107,29
	10	108,26	107,62	108,62	109,14	109,73	111	110,38	107,22
	15	108,28	107,67	108,66	109,18	109,77	111,03	110,41	107,25
	20	108,29	107,69	108,68	109,2	109,79	111,05	110,42	107,26
	25	108,3	107,7	108,69	109,21	109,79	111,05	110,43	107,26
	30	108,3	107,7	108,69	109,21	109,8	111,05	110,43	107,26
	35	108,3	107,7	108,69	109,21	109,8	111,05	110,43	107,27
	36	108,3	1107,7	108,69	109,21	109,8	111,05	110,43	107,27
δS,МВА	1	27,55	11,44	12,16	5,49	17,01	0,8	11,02	0,49
	2	16,66	9,19	7,84	4,67	913	0,04	5,38	0,24
	5	5,56	4,32	3,72	1,71	3,44	0,02	1,49	0,07
	10	1,3	1,02	0,85	0,38	0,78	0,0037	0,33	0,02
	15	0,3	0,23	0,19	0,09	0,18	0,0008	0,08	0,0035
	20	0,07	0,05	0,04	0,02	0,04	0,0002	0,02	0,0008
	25	0,02	0,01	0,01	0,0045	0,0093	0,0047	0,0041	0,0002
	30	0,004	0,003	0,0025	0,0011	0,0023	0,0000	0,001	0,0000
	35	0,001	0,0008	0,0006	0,0003	0,0006	0,0000	0,0002	0,0000
	36	0,0008	0,0006	0,0005	0,0002	0,0005	0,0000	0,0002	0,0000

Знаходимо струморозподіл по ділянкам схеми, кА:

Струми на інших ділянках мережі визначаються аналогічно. Результати розрахунків представлені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4. Струморозподіл по ділянках схеми

№ ділянки	Струм ділянки, кA	Модуль струму провода ділянки, А	Гранично допустимий струм провода ділянки, А
0-1	0.35-j0.2258	240,452	610
0-7	0.2369-j0.0892	146,1	610
0-6	0.3725-j0.1056	223,5	610
1-2	0.0866-j0.0109	50,4	510
2-3	-0.0868+j0.0543	59,1	390
1-8	0.0569-j0.0559	46,1	450
3-4	-0.0005+j0.0269	15,5	265
4-5	-0.0473+j0.0069	27,6	450
6-3	-0.1667+j0.0819	107,2	390
5-6	-0.1506+j0.0609	93,8	450
5-7	-0.0402+j0.0058	23,4	390
7-8	0.1336-j0.0735	88	265

Визначаємо струми пунктів схеми, кА:

Решту струмів пунктів визначаємо аналогічно. Результати розрахунків приведені в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5. Струмове навантаження пунктів

№ вузла	Ін, кА
1	0,2064-j0,159
2	0,1734+j0,0651
3	0,0805-j0,0544
4	0,0468+j0,02
5	0,1435-j0,0599
6	0,0551+j0,0372
7	0,0631-j0,0098
8	0,1905-j0,1294

Рис. 2.1. Результуючі режимні параметри електричної мережі в Z-схемі

Перевірка виконання II-го закону Кірхгофа:

Втрати потужності в Z-схемі електричної мережі визначаються за формулою:

Результати розрахунку втрат на ділянках мережі занесені до Табл. 2.6. Втрати потужності в провідностях пунктів занесені до Табл. 2.7

Таблиця 2.6. Втрати потужності на ділянках мережі

№ ділянки	, МВА
0-1	0,368-j1,264
0-7	0,155-j0,532
0-6	0,203-j0,698
1-2	0,022-j0,057
2-3	0,029-j0,051
1-8	0,019-j0,04
3-4	0,006-j0,0065
4-5	0,012-j0,024
3-6	0,135-j0,236
5-6	0,062-j0,128
5-7	0,011-j0,019
7-8	0,177-j0,186
∑	2,4-j6,482

Таблиця 2.7. Втрати потужності в провідностях пунктів

№ вузла	, МВА
0	j1,793
1	j1,649
2	j0,928
3	j1,48
4	j1,43
5	j2,056
6	j1,307
7	j2,136
8	j0,995
∑	j13,774

Значення сумарних втрат потужності в мережі:

=2,4+j7,27 МВА