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

58 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

3397. Особенности построения и функционирования финансовой системы государства 442 KB
  Введение Финансовая система государства является одним из составных элементов микросистем, и ее существование объективно обусловлено наличием товарно-денежных отношений. Если рассматривать ее в широком смысле слова, то она включает в себя и денежно-...
3398. Создание конкурентоспособного предприятия по техническому обслуживанию, диагностике и ремонту топливной аппаратуры дизельных автомобилей 888.5 KB
  Введение Автомобильный транспорт является наиболее массовым  и удобным видом транспорта, особенно эффективным и удобным при перевозке грузов и пассажиров на относительно небольшие расстояния. Он обладает большой маневренностью, хорошей проходим...
3399. Автоматизации электроприводов в производственном прцессе 104.36 KB
  Выполним расчет пусковых сопротивлений выполним графическим способом, для нормального режима пуска. Графический способ расчёта пусковых сопротивлений для двигателей постоянного тока параллельного возбуждения базируется на следующих положениях
3400. Философия Л. Н. Толстого Непротивление злу силой 19.44 KB
  Гениальный писатель и глубокий мыслитель Л.Н. Толстой занимает важное место в русской философии второй половины XIX в. В центре его религиозно-философских исканий стоят вопросы понимания Бога, смысла жизни, соотношения добра и зла, свободы и нравств...
3401. Система приточно-вытяжной вентиляции для цеха по производству гранулированной серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе 792 KB
  Дипломный проект на тему. Система приточно-вытяжной вентиляции для цеха по производству гранулированной серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе, выполненный Лебедевой О. А. в 2006 г., состоит из текстовой документации - пояснительной ...
3402. Технические средства радиосвязи, радиовещания и телевидения 33.52 KB
  Определить, насколько увеличится относительная разность частот сигнала и помехи при переходе от схемы приемника прямого усиления к супергетеродинному. Данные вариантов задания приведены в таблице 1. Таблица 1 № вар 11 fc, МГц 40 fп, МГц 40,4 fг...
3403. Совершенствование технологических процессов диагностики и ремонта в ОАО Омск-Лада 1.41 MB
  Введение При переходе экономики нашей страны на рыночные отношения по-новому ставятся вопросы развития службы авто сервиса автомобильного транспорта и задачи повышения экономической эффективности работы и снижения трудоемкости его технического обслу...
3404. Штамповка поковки типа цилиндр с отростками в условиях мелкосерийного производства на базе ОАО ЭНЕРГОМАШ 8.15 MB
  Технологический раздел. Основной задачей проекта является разработка технологического процесса штамповки поковок деталей жидкостной ракеты. Чертеж детали представлен на рис.1. Материалом изготавливаемой детали является жаропрочный титановый сп...
3405. Теплотехнический расчет теплопередач 58.57 KB
  Задача №1. Расчет теплопередачи через плоскую многослойную стенку Плоская стальная стенка толщиной. Определить коэффициент теплопередачи k от газов к воде, плотность теплового потока q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке α1 и от стенки к воде α2, коэффициент теплопроводности стали λ....