Расчет и построение расходных характеристик агрегатов и электростанции в целом. Определение параметров ВЛЭП

 

Рассчитать и построить расходные характеристики ЭС, исследовать их свойства.

В качестве целевой функции в задаче оптимизации используется минимум затрат на производство и распределение электроэнергии. Постоянная часть этих затрат содержит издержки на ремонт и эксплуатацию оборудования, заработную плату персонала и практически не зависит от энергетического режима. Переменная часть издержек, называется топливной составляющей, связана с затратами на приобретение, транспортировку и подготовку топлива.

В зависимости от того как активная генерация будет распределена между электростанциями, издержки на топливо будут различными. Издержки на топливо на каждой электростанции определяются ее расходом топлива.

Расход топлива в единицу времени связан с выдаваемой станцией мощностью - расходной характеристикой станции. Расходные характеристики станции зависят от типа регулирования теплового оборудования и являются сложными нелинейными характеристиками.

Расходные характеристики электростанций В_к = f (P_k) строятся по выражению:

 

 

 

где

n_k - число агрегатов на к-ой станции;

β_k - удельная расходная характеристика агрегата для k -ой станции, тут/кВт·ч.

 

Для ЭС-1: ,

Для ЭС-2: ,

 

Для построения графиков результаты расчета сводим в таблицу 16-17:

 

Таблица 16. Расходные характеристики агрегатов.

Pн	В	DB/DP	B/P
8,813	0,095	0,0066	0,0108
17,625	0,096	0,023	0,0055
26,438	0,099	0,0478	0,0037
35,25	0,104	0,0802	0,0029
44,063	0,111	0,1198	0,0025
52,875	0,122	0,1663	0,0023
61,688	0,136	0,2195	0,0022
70,5	0,155	0,2791	0,0022
79,313	0,178	0,345	0,0022
88,125	0, 207	0,4171	0,0023
96,938	0,241	0,4951	0,0025
105,75	0,281	0,5791	0,0027
114,563	0,328	0,6688	0,0029
123,375	0,382	0,7643	0,0031
132,188	0,443	0,8653	0,0033
141	0,512	0,9719	0,0036
149,813	0,589	1,084	0,0039
158,625	0,674	1, 2014	0,0043
167,438	0,769	1,3242	0,0047

 

Таблица 17. Расходные характеристики агрегатов.

Pн	В	DB/DP	B/P
17,625	0,11	0,0017	0,0062
35,25	0,11	0,009	0,0031
52,875	0,112	0,0237	0,0021
70,5	0,114	0,0473	0,0016
88,125	0,119	0,0807	0,0013
105,75	0,127	0,1251	0,0012
123,375	0,138	0,1811	0,0011
141	0,154	0,2494	0,0011
158,625	0,176	0,3309	0,0011
176,25	0, 204	0,4262	0,0011
193,785	0,24	0,5357	0,0012
211,5	0,285	0,6601	0,0013
229,125	0,339	0,7999	0,0015
246,75	0,405	0,9556	0,0016
264,375	0,483	1,1277	0,0018
282	0,575	1,3166	0,002
299,625	0,681	1,5228	0,0023
317,25	0,804	1,7467	0,0025
334,875	0,944	1,9887	0,0028

 

Рисунок 6 - Зависимость расхода топлива от мощности нагрузки.

 

Рисунок 7 - Зависимость В/Р=f (Рк).

 

Рисунок 8 - Зависимость расхода топлива от мощности нагрузки.

 

Рисунок 9 - Зависимость В/Р=f (Рк).

 

В таблицах 18,19 представлены расходные характеристики электростанций.

Таблица 18. Расходные характеристики ЭС1.

Pн	В	DB/DP	B/P
8,813	0,475	0,033	0,054
17,625	0,48	0,115	0,0275
26,438	0,495	0,239	0,0185
35,25	0,52	0,401	0,0145
44,063	0,555	0,599	0,0125
52,875	0,61	0,8315	0,0115
61,688	0,68	1,0975	0,011
70,5	0,775	1,3955	0,011
79,313	0,89	1,725	0,011
88,125	1,035	2,0855	0,0115
96,938	1, 205	2,4755	0,0125
105,75	1,405	2,8955	0,0135
114,563	1,64	3,344	0,0145
123,375	1,91	3,8215	0,0155
132,188	2,215	4,3265	0,0165
141	2,56	4,8595	0,018
149,813	2,945	5,42	0,0195
158,625	3,37	6,007	0,0215
167,438	3,845	6,621	0,0235
176,25	4,365	7,2615	0,025

 

Таблица 19. Расходные характеристики ЭС2.

Pн	В	DB/DP	B/P
17,625	0,44	0,0068	0,0248
35,25	0,44	0,036	0,0124
52,875	0,448	0,0948	0,0084
70,5	0,456	0,1892	0,0064
88,125	0,476	0,3228	0,0052
105,75	0,508	0,5004	0,0048
123,375	0,552	0,7244	0,0044
141	0,616	0,9976	0,0044
158,625	0,704	1,3236	0,0044
176,25	0,816	1,7048	0,0044
193,785	0,96	2,1428	0,0048
211,5	1,14	2,6404	0,0052
229,125	1,356	3, 1996	0,006
246,75	1,62	3,8224	0,0064
264,375	1,932	4,5108	0,0072
282	2,3	5,2664	0,008
299,625	2,724	6,0912	0,0092
317,25	3,216	6,9868	0,01
334,875	3,776	7,9548	0,0112
352,5	4,408	8,9972	0,0124

 

Рисунок 10 - Зависимость расхода топлива от мощности нагрузки.

 

Рисунок 11 - Зависимость В/Р=f (Рк).

 

Рисунок 12 - Зависимость расхода топлива от мощности нагрузки.

 

Рисунок 13 - Зависимость В/Р=f (Рк).

 

Количество питающих линий для нагрузок определяется как:

 

 

где Р_пр - пропускная способность линии, взятая из таблицы 20.

Таблица 20.

Напряжение линии	Сечение провода	Передаваемая мощность, МВт		Длина линии Электропередач, км
U, кВ	h, мм	Натуральная	При плотности тока 1.1 А/мм2	Предельная при КПД=0.9	Средняя (между двумя соседними пс)
10	-	-	5	-	-
35	16 - 150	-	12	50	-
110	70 - 240	30	13 - 45	80	25
220	240 - 400	135	90 - 150	400	100
330	3×300 - 3×500	360	270 - 450	700	130
500	5×300 - 3×500	900	770 - 1300	1200	280
750	5×300 - 5×400	2100	1500 - 2000	2200	300
1150	8×300 - 8×500	5200	4000 - 6000	3000	-

 

Для нагрузки Н7:

 

 

Для нагрузки Н8:

 

2. Определение коэффициентов формулы потерь активной и реактивной мощностей. Экономическое распределение активной мощности между электростанции по критерию: "Минимум потерь активной мощности"

 

Критерием экономичного распределения активной мощности является минимум затрат на ведение режима энергосистемы, который характеризуется равенством удельных приростов этих затрат.

Распределение активных мощностей между электростанциями ведётся с учётом изменения потерь в сетях. Для этого необходимо знать коэффициенты распределения активных мощностей С₁, С₂, С₁₂.

Данные коэффициенты определится для часа максимума системного графика нагрузки и ремонтного режима. Сделать это можно аналитически при помощи метода наложения.

Для каждого из вышеперечисленных режимов следует произвести расчет потоков мощности в сетевой части схемы (рис.2) при поочередном питании от обеих станций:

1) питание осуществляется от ЭС-1;

2) питание осуществляется от ЭС-2.

Расчет потоков мощности можно произвести по любой из программ расчета установившегося режима, например по программе DAKAR.

 

Рисунок 13 - Расчётная схема энергосистемы.

 

Расчет потоков мощности можно произвести по любой из программ расчета установившегося режима, например по программе DAKAR.

Далее определяются частичные потоки активной мощности в относительных единицах, когда одна из электростанций отключена:

 

,

 

Для режима, соответствующего часу максимума:

 

,

 

По результатам расчетов следует заполнить таблицу 20.

Таблица 21. Коэффициенты распределения активной мощности.

№ ЛЭП	Rлi, Ом	k1i	k2i	k1 i k1iRлi	k2i k2i Rлi	k1i k2i Rлi
1	6,490	-0,128	-0,127	0,107	0,105	0,106
2	6,962	0,244	-0,169	0,415	0, 198	-0,287
3	3,304	0,273	-0,106	0,246	0,037	-0,095
4	4,956	0,473	-0,187	1,110	0,174	-0,439
5	5, 192	-0,211	0,356	0,231	0,657	-0,390
6	6,018	0,092	-0,046	0,050	0,013	-0,025
7	4,602	-0,057	-0,013	0,015	0,001	0,003
8	5,782	-0,047	0,188	0,013	0, 205	-0,051
9	3,422	0,093	-0,109	0,029	0,040	-0,034
				2,217	1,429	-1,213

 

Просуммировав элементы по 5, 6 и 7 столбцам получаем искомые коэффициенты распределения активной мощности сети С₁, С₂, С₁₂.

 

Таблица 22. Коэффициенты распределения активной мощности для аварийного режима

. № ЛЭП	Rлi, Ом	k1i	k2i	k1 i k1iRлi	k2i k2i Rлi	k1i k2i Rлi
1	6,490	-0,106	0,159	0,072	0,164	-0,109
2	6,962	0,272	-0,129	0,515	0,115	-0,244
3	3,304	0,303	-0,108	0,304	0,038	-0,108
4	4,956	0,437	-0,156	0,948	0,120	-0,338
5	5, 192	-0,263	0,285	0,359	0,422	-0,389
6	6,018	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000
7	4,602	-0,101	0,016	0,047	0,001	-0,008
8	5,782	-0,009	0,122	0,001	0,085	-0,007
9	3,422	0,050	-0,072	0,009	0,018	-0,012
				2,25526	0,96481	-1,21451

 

Экономичное распределение активной нагрузки между электростанциями по критерию равенства относительных приростов расхода условного топлива с учетом сетевого фактора. Построение суточных графиков активных мощностей для электростанции

 

В рассматриваемой энергосистеме регулирование частоты следует поручить одной из электростанций, которую называют регулирующей.

Это необходимо для того, чтобы выделить станцию, работающую с относительно постоянной нагрузкой, в базовой части графика нагрузки энергосистемы.

Для того чтобы выбрать регулирующую станцию необходимо найти резервы мощности в час максимальной нагрузки.

Резервную мощность каждой электростанции можно определить следующим образом:

 

 

Установленная мощность станций:

 

 

Р_эк - берется из расчетов распределения активной мощности в энергосистеме (для максимального режима).

 

 

В качестве регулирующей выбирается электростанция, имеющая большую резервную мощность, другая электростанция будет работать в базовом режиме, с постоянной мощностью.

 

Рисунок 13 - Уточнённые суточные графики электростанций.

 

Таблица 23. Уточненные данные диспетчерского графика нагрузок.

	Рсист, МВт	Рст1, МВт	Рст2, МВт
0	974,92	459,78	515,14
2	974,92	459,78	515,14
2	950,95	459,78	491,17
4	950,95	459,78	491,17
4	977,74	459,78	517,96
6	977,74	459,78	517,96
6	1082,73	459,78	622,95
8	1082,73	459,78	622,95
8	1145,5	459,78	685,72
9	1145,5	459,78	685,72
9	1145,5	395,38	750,12
10	1145,5	395,38	750,12
10	1088,63	459,78	628,85
12	1088,63	459,78	628,85
12	1055,77	459,78	595,99
14	1055,77	459,78	595,99
14	1150,31	459,78	690,53
16	1150,31	459,78	690,53
16	1113,04	459,78	653,26
18	1113,04	459,78	653,26
18	1058,38	459,78	598,6
20	1058,38	459,78	598,6
20	1010,71	459,78	550,93
22	1010,71	459,78	550,93
22	986,63	459,78	526,85
24	986,63	459,78	526,85

 

Литература

 

1. Баркан Я.О. Эксплуатация энергосистем. - М.: Высшая школа, 1990. - 304 с.

2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. - М.: Энергия, 2002. - 288 с.

3. Совалов С.А. Режимы единой энергосистемы. - М.: Энергия, 1983. - 384 с.

4. Маркович И.М. Режимы энергетических систем. - М.: Энергия, 1969. - 352 с.