36926

Решение задач нелинейного программирования в среде Mathcad и Excel

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Оптимальное распределение активной мощности между тремя ТЭС Для задачи рассмотренной на 4м практическом занятии выполнить распределение активной мощности между тремя ТЭС без учета 1а и с учетом 1б изменения потерь мощности в сети. Оптимальное распределение активной мощности между тремя ТЭС с учетом уравнений баланса мощностей во всех узлах сети Решить предыдущую задачу с учетом уравнений узловых напряжений для узлов схемы сети. Оптимальное распределение реактивной мощности между тремя ТЭС с учетом уравнений баланса мощностей во...

Русский

2013-09-23

64 KB

61 чел.

Оптимизация ЭЭС

Лабораторная работа 2

Решение задач нелинейного программирования

в среде Mathcad и Excel

Цель работы

Получить навыки записи и решения задачи распределения мощности в ЭЭС с помощью современных вычислительных средств.

  1.  Оптимальное распределение активной мощности между тремя ТЭС

Для задачи, рассмотренной на 4-м практическом занятии выполнить распределение активной мощности между тремя ТЭС без учета (1а) и с учетом (1б) изменения потерь мощности в сети. Дать геометрическую интерпретацию поведения целевой функции в области экстремума и построить ее линии уровня для пункта 1а.

  1.  Оптимальное распределение активной мощности между тремя ТЭС с учетом уравнений баланса мощностей во всех узлах сети

Решить предыдущую задачу с учетом уравнений узловых напряжений для узлов схемы сети.

  1.  Оптимальное распределение реактивной мощности между тремя ТЭС с учетом уравнений баланса мощностей во всех узлах сети

На основе декомпозиции задачи оптимизации в ЭЭС при найденном оптимальном распределении активных мощностей выполнить оптимальное распределение реактивных мощностей между источниками. Целевой функцией взять суммарные потери мощности в сети.


Указания

Для пункта 1а.

1) Целевой функцией взять суммарный расход топлива в ЭЭС

2) Для решения использовать метод неопределенных множителей Лагранжа.

3) Независимыми переменными взять P1 и P2. Балансирующим пунктом взять узел 3.

4) Геометрическую интерпретацию поведения целевой функции в области минимума дать в координатах P1, P2. Трехмерный график и линии уровня построить в Mathcad с помощью матрицы, которую получить как значения целевой функции c шагом по P1 и P2 примерно 4 … 5 МВт.

5) Вычислить целевую функцию в точке минимума.

Для пункта 1б.

1) Целевой функцией взять суммарный расход топлива в ЭЭС

2) Учет изменения потерь мощности в сети выполнить с помощью функций относительных приростов, для этого:

  •  записать функцию суммарных потерь мощности в сети;
  •  получить производные по независимым переменным P1 и P2.

3) Реактивные мощности и напряжения считать неизменными величинами.

4) Вычислить потери мощности и целевую функцию в точке минимума.

Для пункта 2.

1) Целевой функцией взять суммарный расход топлива в ЭЭС

2) Вместо общего ограничения по балансу мощности в сети использовать уравнения балансов активной и реактивной мощности в независимых узлах сети (во всех узлах кроме балансирующего).

3) Напряжение в балансирующем (базисном) узле задано по величине и по фазе.

4) В качестве уравнений баланса использовать уравнения узловых напряжений, записанные в полярных координатах по напряжениям (U, δ) и в декартовых для остальных переменных:

Здесь Gi,j и Bi,j – элементы расширенной матрицы узловых проводимостей.

5) Реактивные мощности считать неизменными величинами.

6) Искомыми величинами являются не только активные мощности станций, но и напряжения на шинах станций 1 и 2 по модулю и фазе.

7) Вычислить потери мощности и целевую функцию в точке минимума. Проверить баланс мощностей по сети в целом.

Для пункта 3.

1) Целевой функцией считать суммарные потери мощности в сети. Формулу для суммарных потерь мощности записать через напряжения узлов сети:

где Ui, Uj и δi, δj – напряжения по модулю и фазе по концам k-ой ветви: m – число ветвей в сети; Gk – активная проводимость продольной ветви (вещественная часть обратной величины продольного сопротивления Zk).

2) Найденные в предыдущем пункте значения активных мощностей станций считать неизменными величинами.

3) Для решения оптимизационной задачи распределения реактивной мощности между станциями использовать решающий блок Mathcad с функцией оптимизации minimize.

4) Вычислить потери мощности и целевую функцию в точке минимума.

В отчете по лабораторной работе 2 привести все распечатки вычислений и таблицу результатов по форме (в качестве числовых значений использованы данные контрольного примера по работе):

Таблица

Пример таблицы результатов расчета

Параметр

Задача оптимизации

1а

1б

2

3

P1, МВт

64,75

65,01

65,16

65,16

P2, МВт

59,25

60,03

60,09

60,09

P3, МВт

75,99

78,16

77,29

76,29

Q1, Мвар

50

50

50

3,04

Q2, Мвар

60

60

60

2,1

Q3, Мвар

–50

–50

–50

60

U1, кВ

220

220

247,43

239,66

U2, кВ

220

220

246,36

238,62

δ1, рад

0

0

0,035

0,047

δ2, рад

0

0

0,024

0,035

B, тут/МВт ч

3710

3816

3794

3794

ΔP, МВт

3,705

2,543

1,549

При защите лабораторной работы уметь объяснить изменение результатов в различных постановках задачи оптимизации.

PAGE  4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3088. Переустройство и перепланировка жилых помещений 14.65 KB
  Переустройство и перепланировка жилых помещений В соответствии со ст. 25 ЖК РФ переустройство жилого помещения представляет собой установку, замену или перенос инженерных сетей, санитарно-технического, электрического или другого оборудования. В свою...
3089. Раскрытие особенностей малого и среднего бизнеса в регионе Казахстана 100.27 KB
  В приоритетных направлениях развития общества, поставленных Президентом страны Н. Назарбаевым в своих Посланиях народу Казахстана, центральное место занимает экономический рост, базирующийся на открытой рыночной экономике и реальной конкуре...
3090. Влияние продуктов сгорания углеводородов на экосферу 38.8 KB
  Введение Экосфера - биотоп биосферы; совокупность свойств Земли как планеты, создающих условия для развития жизни. Пространственно экосферы включает в себя тропосферу, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы. Интенсивное развитие энергетики, промыш...
3091. Классификация и функции социальной роли человека 36.41 KB
  Актуальность исследования. В наше время прогресса человечество становится все более  высокоразвитым сообществом с развитой социальной структурой. Но перед обществом, как и раньше, встают различные трудные и важные проблемы. Вста...
3092. Транспортный налог 30.57 KB
  Общие положения Транспортный налог был введен в действие 1 января 2003 года, он взимается с владельцев зарегистрированных транспортных средств в местный бюджет, так как относится к региональным налогам. Величина налога, порядок и сроки его уплаты...
3093. Вступление Республики Казахстан в ВТО. Проблемы и перспективы 97.09 KB
  Республика Казахстан, как одна из самых быстроразвивающихся стран СНГ, а также страна, владеющая большими запасами стратегических ресурсов, не может оставаться в стороне от расширяющейся мировой интеграции. В последние несколько лет руковод...
3094. Выбор валютно-финансовых условий внешнеторговых контрактов 42.27 KB
  Развитие стран мирового сообщества характеризуется постоянным расширением их взаимных хозяйственных связей. Этот процесс привел к созданию международной экономики - многогранного и сложного явления, выражающего высший этап развития обществе...
3095. Тепловые пункты 29.84 KB
  Тепловые пункты подразделяются на: - индивидуальные тепловые пункты (ИТП) - для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части, центральные тепловые пункт...
3096. Оценка чистой текущей стоимости 61.09 KB
  Задача №1 «Оценка чистой текущей стоимости» Предприятие рассматривает инвестиционный проект - приобретение новой технологической линии. Стоимость линии 14 тыс. усл. ден. ед. Срок эксплуатации 5 лет. Износ на оборудование начисляется исходя из норм 2...