1.16. Мероприятия по снижению потерь в сети

Данный вопрос рассматривается студентами самостоятельно. При изучении вопроса необходимо затронуть следующие темы:

1. Принудительное потокораспределение в неоднородной сети (продольное, поперечное и смешанное регулирование).

2. Компенсация реактивной мощности.

3. Выбор числа параллельно работающих трансформаторов.

4. Повышение номинального напряжения сети.

1.17. Распределение нагрузки в системе с гэс

Регулировать нагрузку ГЭС в системе можно только, если имеется водохранилище с возможностью менять его уровень, называемый горизонтом верхнего бьефа (ГВБ). При этом появляется возможность экономить воду в отдельные часы, наполняя водохранилище, и использовать её в другие часы. Отрезок времени от начала сброса воды, последующего наполнения и начала нового сброса, называют циклом регулирования (рис.1.31). В зависимости от объемов водохранилища ГЭС могут иметь циклы от суток до нескольких лет.

Критерием оптимизации режима в системе с ГЭС является минимум расхода топлива на ТЭС за цикл регулирования . При этом учитываются условия баланса мощности для каждой ступени графика и располагаемые объемы воды для каждой ГЭС, определяемые прогнозом приточности.

Составим математическую модель для суточного цикла регулирования в системе, где работаютm ГЭС и n ТЭС , а суммарная нагрузка системы задана графиком с интервалом час.

При условии, что все ТЭС работают на одном топливе запишем целевую функцию:

.

Условие баланса для каждой ступени t = 1,…,24:

,

где – мощностьi-ой ТЭС в час t,

– мощностьj-ой ГЭС в час t,

– расходная характеристика ТЭС.

Для каждой ГЭС условие по балансу воды:

,

где – расходная характеристика ГЭС,

– заданный среднесуточный расхода воды в м³/с.

Запишем функцию Лагранжа:

;

условия минимума которой, определяемые для каждого часа, имеют вид

–для ТЭС;

–для ГЭС.

Производные по _t и _j определяют условия баланса в форме равенств.

Выделив для каждого часа множитель _t получим следующее условие оптимальности

;

где – удельный прирост расхода воды в.

Множитель Лагранжа _j остается постоянным для каждой ГЭС и позволяет

оценить взаимосвязь приростов расходов воды и топлива. Единицу измерения его можно найти из соотношения , что даетт у.т./м³/с.

Полученное значение  показывает, на сколько изменится расход топлива на ТЭС при изменении расхода воды на ГЭС на 1, и называетсяудельной экономией или ценой воды. Показатель _j – для каждой ГЭС не должен меняться внутри цикла, хотя для разных ГЭС он разный.

Предположим для двух ступеней это условие нарушено и .

В этом случае при t = 1 можно увеличить расход воды на Q, что позволит уменьшить расход топлива на ТЭС на . Нарушенный баланс воды можно восстановить за счет снижения расхода приt = 2 на Q, что увеличит расход топлива на . Поскольку, то получается реальная экономия. При одинаковых значениях

экономии не будет, что является признаком оптимального режима.

1.18. Определение характеристик гэс

Для определения характеристики Q(P) гидроагрегата используется универсальные рабочие характеристики (рис.1.32).

Напор H воды определяется как разность горизонтов верхнего и нижнего бьефов H = ГВБ – ГНБ. Расходная характеристика при заданном напоре определяется расчетом по формуле

, м³/с .

При этом входящие в формулу , а.

Расчетные точки Q(P) сглаживаются, например, с помощью метода наименьших квадратов (рис.1.33). При этомq(P) может определяться аналитически или через конечные приращения

.

Более точно q(P) можно построить по методу обратного баланса. Для этого по точкам строится кривая потерь

.

Расходная характеристика с учетом потерь

позволяет определить прирост по формуле

.

На ГЭС всегда устанавливаются однотипные агрегаты. При изменении нагрузки для снижения расхода воды оперативно изменяется число работающих агрегатов. При равномерной нагрузке n работающих агрегатов, когда и, удельный прирост расхода воды ГЭС равен

.

Изменение числа включенных гидроагрегатов по критерию минимального расхода воды приводит к появлению на расходной характеристике точек с меняющимся наклоном и разрывов в характеристике относительных приростов. На рис.1.35 показано изменение этих характеристик при переходе от n=1 к n=2.

При включении второго агрегата из-за снижения нагрузки каждого происходит уменьшение q. Характеристика с разрывами заменяется расчетной, на которой разрывы сглаживаются горизонтальными участками.