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

62 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

79823. Разработка программного обеспечения контроллера камер со сверхмалым временем экспозиции 681 KB
  В данной дипломной работе было разработано программное обеспечение отладочной платы контроллера видеокамер НПК «Видеоскан», реализующее функции начальной загрузки и сборки компонентов ядра операционной системы для обработки изображений в режиме реального времени.
79824. Становление отечественной оперы во II половине XVIII века 279.5 KB
  Западноевропейская опера в России в XVIII веке. Общеевропейские тенденции развития музыкальной культуры итальянская опера в России. Французская опера в России. Становление отечественной оперы во II половине XVIII века. Начало русской оперы. Фомин и его вклад в развитие русского музыкального театра. Историческое значение русской комической оперы. Тематический анализ оперных спектаклей II половины XVIII века...
79827. Стратегия инновационного развития 75 KB
  Таким образом инновационная стратегия это план на весь процесс от исследований через производство и сбыт до использования инновационного продукта. Кроме того ИП представляет собой сложный неопределенный по своему исходу насыщенный неожиданностями на промежуточных участках трудно прогнозируемый процесс инновационная стратегия должна учитывать необходимость подготовки альтернативных планов. Следовательно стратегия означает программу постоянно учитывающую перспективную цель выбор путей и средств ведущих к ее достижению.
79828. ИСТОЧНИКИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФИНАНСИРОВАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В УСЛОВИЯХ СМЕШАННОЙ ЭКОНОМИКИ 60.5 KB
  Для реализации инновационного проекта как и любого другого замысла требуются в наличии три основных фактора: люди готовые воплотить замысел в жизнь материальная база средства труда финансовые ресурсы. Поэтому ключевой вопрос реализации инновационного проекта вопрос о финансировании. В рамках такой системы в качестве источников финансирования инновационного проекта можно выделить: собственные средства основателей проекта; государственное бюджетные финансирование; кредитные ресурсы. а Собственные средства авторов проекта...
79829. МИРОВОЙ ОПЫТ И СХЕМЫ ФИНАНСИРОВАНИЯ ИННОВАЦИЙ 45.5 KB
  Однако общепризнанно что кредитным ресурсам принадлежит ведущая роль в мировой практике финансирования инновационной сферы. в Кредитный союз Кредитный союз объединение нескольких нуждающихся в финансировании фирм создающих общий фонд финансирования и пользующихся им в качестве залога или резерва совместно по очереди. чиновников и часто используется для финансирования в небольших масштабах.
79830. МАЛЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 84.5 KB
  Обычно создание венчурной фирмы предполагает наличие трех условий: идеи нововведения предпринимателя готового на основе этой идеи образовать новую фирму и капитала. Поэтому в инновационной деятельности здесь принимают участие не только инновационные фирмы но и компании рискового капитала. В отличие от промышленного и банковского капитала рисковый капитал отличается рядом особенностей. Вкладчики капитала заранее соглашаются на возможность потери средств при неудаче финансовой фирмы в обмен на высокую норму прибыли в случае ее успеха.
79831. Анализ эффективности инвестиционных проектов 224.5 KB
  В условиях рыночных отношений в основе определения эффективности инвестиционного проекта должны лежать другие критерии и методы. С позиций финансового анализа реализация инвестиционного проекта может быть представлена как два взаимосвязанных процесса: процесс инвестиций в создание производственного объекта или накопление капитала и процесс получения доходов от вложенных средств. В случае производственных инвестиций интенсивность результирующего потока платежей формируется как разность между интенсивностью расходами в единицу времени...