Содержание к диссертации
Введение
1. Комплекс программ для оптимизации развития распределительных сетей 4
2. Программно-информационный комплекс "Оптимизация развития основных электрических сетей энергосистем" 21
3. Исследование развития электрических сетей предприятия Северные электросети Латвглавэнерго с применением математической модели 0М2 Физико-энергетического института АН Латвийской ССР 30
4. Исследование развития основных сетей объединенных энергосистем Северо-Запада СССР 39
5. Ретроспективный анализ развития основных сетей ОЭС 51
Список литературы 65
- Комплекс программ для оптимизации развития распределительных сетей
- Программно-информационный комплекс "Оптимизация развития основных электрических сетей энергосистем"
- Исследование развития электрических сетей предприятия Северные электросети Латвглавэнерго с применением математической модели 0М2 Физико-энергетического института АН Латвийской ССР
- Исследование развития основных сетей объединенных энергосистем Северо-Запада СССР
- Ретроспективный анализ развития основных сетей ОЭС
Комплекс программ для оптимизации развития распределительных сетей
Программный комплекс предназначен для использования при разработке схем перспективного развития распределительных сетей с напряжением 6-ІІ0 кВ, пятилетних и годовых планов сетевого строительства, при технико-экономическом обосновании проектов сетевых объектов, при разработке технических условий на проектирование. Программный комплекс может быть использован также в исследовательских целях.
Программный комплекс выполняет следующие функции: автоматизация подготовки данных для сетевого объекта, хранение и корректировка данных сетевого объекта, выполнение оптимизационных расчетов с целью выбора решений по развитию сетевых объектов. Возможно хранение и обработка данных для нескольких крупных районов распределительной сети, причем схема сети каждого района может состоять из 300 ветвей и 150 узлов. Исследованиеразвития распределительной сети может быть проведено за период до 20 лет.
Целью расчетов, проводимых оптимизационной программой комплекса является нахождение оптимального варианта развития сетевого объекта за расчетный период, а также получение информации о вариантах конкурирующих с оптимальным . Искомый вариант развития представляет собой последовательность реализуемых в сети мероприятий таких как вводы новых или реконструкция существующих линий электропередач, вводы или расширение питающих подстанций. При этом реализуется системный подход к выбору оптимальных решений, который заключается в том, что оценка эффективности отдельных мероприятий проводится с учетом пространственной взаимосвязи элементов сети - 5 программный комплекс позволяет рассматривать достаточно большое число существующих и перспективных элементов сети, а также в учете временной взаимозависимости отдельных решений - это обеспечивается использованием методов оптимизации динамических процессов развития, позволяющих оценить решения по интегральному критерию эффективности, определенному для достаточно большого количества этапов развития сети во времени. Критерием выбора решений по развитию сети являются суммарные приведенные затраты за расчетный период, определенные с учетом ограничений на величину потерь напряжения в распределительной; сети, а также с учетом ущерба на недоотпуск электроэнергии.
В комплексе реализован разработанный в лаборатории математик ческого моделирования энергосистем Физико-энергетического института АН Латвийской ССР метод оптимизации развития сетей с применением штрафных функций. Использование широкого набора штрафных функций позволяет при выборе решений учитывать большое число показате-лей, используемых при проектировании сетей. Разработка программного комплекса выполнена по условиям, разработанным совместно с сотрудниками Латвийского ОКП института Энергосетьпроект.
Реализация программного комплекса выполнена на ЭВМ единой системы. Программное обеспечение разработано на языке ЇІІ-І. Программный комплекс может быть использован как основа для создания подсистемы перспективного развития отраслевых автоматизированных систем управления. Программный комплекс в настоящее время разработан как открытая система, позволяющая расширить состав как основных рабочих так и обслуживающих программ.
Программно-информационный комплекс "Оптимизация развития основных электрических сетей энергосистем"
Программно-информационный комплекс предназначен для использования при разработке схем перспективного развития основных электрических сетей объединенных энергосистем с напряжением 220 кВ и выше.
Комплекс разработан в лаборатории математического моделирования энергосистем Физико-энергетического института АН Латвийской ССР. Разработка программного комплекса выполнена по условиям, разработанным совместно с сотрудниками Северо-Западного Отделения института Энергосеть проект.
Реализация программного комплекса выполнена на ЭВМ единой системы. Программное обеспечение разработано на языке ПЛ-І.
Структура комплекса программ приведена на рис.5. Математическое обеспечение комплекса включает следующие программы.
а) Программы слежения за состоянием информационного обеспечения комплекса - FBAZD , F0BL
б) Программы формирования информационной базы комплекса ЯТЕ]) , TUR , ZP , SL78 , ZSH .
в) Программы формирования оперативной информационной базыоптимизационных и оценочных программ - ZAP .
г) Программы технико-экономического обоснования схемных решений:
- 0RS16 ;
- 0М5
Исследование развития электрических сетей предприятия Северные электросети Латвглавэнерго с применением математической модели 0М2 Физико-энергетического института АН Латвийской ССР
Математические модели оптимального развития распределительных сетей, разработанные в лаборатории математического моделирования энергосистем Физико-энергетического института АН Латвийской ССР для выбора стратегии и тактики развития сетей Латвглавэнерго, применяются широко и регулярно. В настоящее время Латвийское ОКИ института Энергосеть проект с помощью программного комплекса ІЖРС-82 разрабатывает схеглу развития 330/110/20 кВ сетей Латвглавэнерго на период 1985-90 гг. с учетом перспективы до 2000 г. Для проведения этих расчетов территория ЛССР разделена на 12 расчетных районов. Расчеты проводятся с помощью оптит лизационной программы, которая анализирует огромное количество вариантов развития с учетом различных критериев (см. П.І). Для более наглядной иллюстрации такого анализа и получаемых на их основе результатов в настоящем Притоке нии кратко излагаются результаты исследования перспектив развитая сетей предприятия Северные электросети Латвглавэнерго, выпол-іенного с применением оценочной программы 0М2, разработанной в ла-5оратории математического моделирования энергосистем Физико-энергетического института. Эта работа была выполнена в соответствии с договором о творческом научно-техническом сотрудничестве между Север-гыми электросетями Латвглавэнерго и Физико-энергетическим институ-:ом АН Латвийской ССР. По упомянутому договору предусматривалось проведение совместных исследований с целью повышения экономичности іксплуатации электрических сетей, снижения потерь электроэнергии, лучшения качества и надежности электроснабжения. Предусматривалоеь исследование магистральной 20 кВ сети предприятия Северные сети электросети с общей длиной линий около 3500 км при числе существующих и перспективных питающих щцстанций - 18, а также питающей НО кВ сети. Намечалось исследовать уровни напряжения и загрузку сети на перспективу до 1990 г., сроки ввода новых питающих подстанций, целесообразность временного использования питающих літний НО кВ на напряжении 20 кВ, исследовать вопросы надежности электроснабжения потребителей, решить вопросы о выборе марки провода для реконструкции основных магистральных линий, выбрать места разрезов в сети, исследовать вопросы регулирования напряжения на питающих 110/20 кВ подстанциях. В настоящее время все основные рекомендации данного исследования реализованы.
Исходные данные для составления расчетной схемы сети были представлены Северными электросетями. Исследовалась сеть содержащая 319 узлов, 409 ветвей, в том числе 18 трансформаторных ветвей. Расчеты с помощью программы 0М2 были выполнены! на цифровой вычислительной машине М-220А объединенного диспетчерского управления энергосистемами Северо-Запада СССР.
В исследованиях развития сетей предприятия Северные электросети были проведены расчеты 13 различных вариантов. Ниже приводится их краткая характеристика.
Исследование развития основных сетей объединенных энергосистем Северо-Запада СССР
Математические модели оптимального развития основных сетей энергосистем, разработанные в лаборатории математического моделирования энергосистем Физико-энергетического института АН Латвийской ССР для выбора стратегии развития основных сетей объединенных энергосистем Северо-Запада СССР применяются широко и регулярно. В настоящее время расчеты проводятся Северо-Западным Отделением института Энергосетьпроект и Объединенным диспетчерским управлением энергосистемами Северо-Запада СССР. Для иллюстрации анализа развития объединенных энергосистем с помощью динамических моделей оптимального развития в настоящем Приложении кратко излагаются результаты одного из первых оптимизационных расчетов (1970 год), который был выполнен в лаборатории математического моделирования ФЭИ АН ЛССР для СЗО ин-та Энергосетьпроект и ОДУ СЗ СССР.
В проведенных расчетах ставились следующие цели: исследование методических вопросов динамического проектирования развития сетей объединенных энергосистем и исследование вопроса о целесообразности ввода более высокого напряжения для основных сетей объединения в увязке с вопросом о размещении основных генерирующих мощностей. Определение оптимальной стратегии развития сетей объединения является основным, т.к. без знания этой стратегии нельзя обоснованно решать вопросы текущего планирования развития объединения.
Решение вопроса о выборе напряжения сетей объединенной энергосистемы требует исследования их развития на достаточно большую перспективу. В приведенных расчетах рассматривалась перспектива развития объединенной системы за период 18 лет. Для решения вопроса о выборе стратегии развития сетей на большую перспективу требуется особый методический подход. Из-за большого объема таких задач оказалось целесообразным их постепенное решение по этапам, причем результаты решения предыдущего этапа использовались для более корректной постановки задачи на следующем этапе.
Выполненные расчеты развития объединенной энергосистемы Северо-Запада СССР состояли из двух этапов. На первом этапе рассматривалось развитие сетей на напряжении 330 кВ за весь рассматриваемый период. Результаты этого этапа расчетов использовались для постановки следующего этапа - задачи выбора оптимальной стратегии развития сетей объединения на напряжениях 750/330 кВ.
Исходные данные были подготовлены Объединенным диспетчерским управлением энергосистемами Северо-Запада СССР и Северо-Западным Отделением института Энергосетьпроект. Основные принципиальные вопросы, связанные с постановкой задачи, были разработаны совместно с этими организациями. При проведении оптимизационных расчетов использовалась программа 0РС-І2, разработанная в Физико-энергетическом институте АН Латвийской ССР. Расчеты проведены на вычислительной машине М-220А Объединенного диспетчерского кправ-ления энергосистемами Северо-Запада СССР.
Расчетная схема для первого этапа приведена на рис. 7. Число ветвей в расчетной схеме составляет 99, число узлов - 55.
Ретроспективный анализ развития основных сетей ОЭС
В данном Приложении на базе ретроспективного анализа разви- ия реальной энергетической системы раскрывается сущность основных ІОЛОЖЄНИЙ, характеризующих концепцию проектирования и прогнозироваия развития сетей электроэнергетических систем, представляемую к защите в диссертационной работе. Данные проведенного анализа иллю-ітрируют также отдельные положения теории построения динамических [атематических моделей.
Проведенный анализ преследовал следующие цели: ). сопоставление адекватности модели развития электрических сетей, [спользуемой при выборе вариантов при "статическом" проектировании, : моделью развития, используемой при защищаемом в диссертации "дина-іическом" подходе к проектированию их развития.
Сопоставление результатов выбора вариантов, получаемых при старческом и динамическом подходе к проектированию развития электри-[вских сетей.
Оценка соответствия теоретических закономерностей изменения ди-іамических характеристик развивающихся электрических сетей, Полуниных в диссертации на обобщенной модели, аналогичным закономер-юстям, присущим реальным развивающимся сетям.
Ретроспективная оценка технико-экономической эффективности сис- вмы напряжений основной сети рассмотренной в Приложении реальной )бъединенной энергосистемы, принятой в начале ее формирования.
Объектом анализа (нооледовашщ являются основные сети реальной Объединенной энергосистемы. Рассмотрен период продолжительностью О лет с момента начала ее формирования. Для последующего развития днной энергосистемы была принята система напряжений 330/110 кВ. основные сети Объединенной энергосистемы в настоящее время имеют :апряжение 330 кВ. До момента объединения в некоторых районных энер-осиетемах уже эксплуатировались отдельные электропередачи 220 кВ. іначале линии 330 кВ выполняли в основном функции по передаче меж-истемных перетоков. Однако по мере развития объединения они все в ольшей степени стали выполнять функции распределительных сетей. К :онцу рассматриваемого периода сеть 330 кВ стала довольно развет-шенной с многими подстанциями 330/110 кВ, питающими дефицитные іайоньї энергосистемы. Масштабы развития сетей 330 кВ за рассматри- аемый 20-летний период характеризуют данные в табл. I. С ростом на-рузок и единичной мощности электростанций межсистемные перетоки :ильно загружают сеть 330 кВ, что связано с значительными расходами лектроэнергии на передачу. В этих условиях значительный методически интерес представляет вопрос о целесообразности выбора напряже-[ия 330 кВ для энергосистем подобного типа. Может быть поставлен воpoc о целесообразности выбора для данного объединения системы напряжений 500/220/110 кВ, широко используемой в других объединенных інергосистемах страны. Можно предположить, что при такой системе напряжений межсистемные перетоки могли бы передаваться по межсистем-[ым линиям 500 кВ, а линии 220 кВ сети могли бы выполнять функции )аспределения электроэнергии.
