Диссертация (1025823), страница 17
Текст из файла (страница 17)
ОграниченияВведем вспомогательную функцию γ i ( Х j ) такую, что127⎧1, если Х j = Н i ∈ Н;γi ( Х j ) = ⎨⎩0, иначе.Функция γ i ( Х j ) принимает значение 1, если j-ый потребитель подключен кi-ой ТП/РП; в противном случае γ i ( Х j ) = 0 .Ограничение (2.3) состоит из следующих составляющих.Ограничение W1 ( X) ≥ 0 . Для любой ТП Ti ∈Т (всех объектов типа T)должны соблюдаться условия отсутствия перегрузки подстанции, то естьзагрузка трансформатора не должна превышать 70% от номинальной мощности:∀Х i ∈ Х , i ∈ ⎡⎣1...C подкл ⎤⎦ : W1( Х i ) = 0,7 ⋅ PiТ − Pi∑ ( X) ≥ 0 .ЗдесьPi ( X) =∑C подклC∑ Pj ⋅ γ i ( Х j ) .j =1Ограничение W2 ( X) ≥ 0 .
При подключении к электросети новыхпотребителей необходимо, чтобы для всех КЛ Li , j ∈ L (всех объектов типа L)выполнялось условия отсутствия их перегрузки:L∀Li , j ∈ L : W2 ( X) = Pilim, j ( X) − Pi , j ( X) ≥ 0 .Ограничение W3 ( X) ≥ 0 . Передача электрической энергии по КЛ можетбыть произведена как из узла i в узел j, так и в обратном направлении. Однако влюбой заданный момент времени электрический поток может передаватьсятолько в одном направлении, то есть, в любой момент времени для каждой КЛLi , j ∈ L должно выполняться условие: если qi , j = 1, то q j , i = 0 .
Таким образом,∀Li , j ∈ L : W3 ( X) = 1 − (qi, j ( Х) + q j , i ( Х)) ≥ 0 .Здесь неравенство имеет место в случае, когда по КЛ Li , j отсутствуетпередача электрической энергии (резерв КЛ).Ограничения W4 ( X) ≥ 0 , W5 ( X) ≥ 0 . Для подключения к ТП Ti и РП Riнового потребителя на сборных шинах этих объектов соответствующегонапряжения должны присутствовать свободные места:128•при подключении потребителя к РПдолжно выполнятьсяRiнеравенство∀Х i ∈ Х , i ∈ ⎡⎣1...C•подкл⎤⎦ : W4 ( Х i ) = hi −CН подклγ i(Х j ) ≥ 0;∑j =1при подключении к ТП Ti – неравенствоподклCL∀Х i ∈ Х , i ∈ ⎡1...C подкл ⎤ :⎣⎦ W5 ( Х i ) = ni − j∑=1 γ i ( Х j ) ≥ 0 .Ограничение W6 ( X) ≥ 0 . Длины li, j всех КЛ Li , j ∈ L не должны превышатьмаксимально допустимой величины, то есть∀Li , j ∈ L : W6 (X) = l lim − li, j (Х) ≥ 0 .Здесь l lim – максимально допустимая длина КЛ.6.1.3.
Критерии оптимальностиЗаданы пять следующих экономических критериев.( )Критерий Z1 Х 2– стоимость подключения новых потребителей кэлектросети:С подклZ1 ( X ) = Z1 X 2 = ∑ li , j ( X j ) ⋅ diL, j ⋅ δ i , j Х 2 +( )j =1( )СН подкл∑k =0d kTR → min .X2 ∈D(6.1)Здесь первое слагаемое соответствует суммарной стоимости строительства КЛ,необходимых для подключения новых потребителей к сети электроснабжения;второе слагаемое – суммарной стоимости трансформаторов, устанавливаемых наРП при подключении новых потребителей на уровне напряжения 10 кВ.Алгоритм расчета переменных, входящих в формулу (6.1), включает в себяследующие шаги.Шаг 1.
Расчет расстояния li, j ( X j ) . Для каждого из подключаемыхпотребителей С подклопределяем его расстояния li, j ( X j ) до i-ой ТП вj129соответствии с выражением (1.1) или (1.2) на основании географическихкоординат потребителя ( x j , y j ) и ТП/РП ( xi , yi ) соответственно.Шаг 2. Определение стоимости прокладки КЛ d iL, j .2.1) Подбираем сечение КЛ Li , j из стандартных типоразмеров согласнозаявленным потребителем уровнем напряжения U j и мощностью PjC всоответствии с Таблицей 6.3.Таблица 6.3.Максимальные допустимые значения мощности для стандартныхтипоразмеров сечений трехжильных алюминиевых КЛ 10 и 0,4 кВСечение КЛsi , j , мм507095120150185240Максимально допустимаямощность Pi ,Lj , кВт10 кВ0,4 кВ2569,03176,23861,34437,44997,95729,76726,297,6120,7146,7168,6189,9217,7255,6При этом полагаем, что мощность, передаваемая по КЛ Li , j , равнамощности подключаемого потребителя Сiподкл :Pi ,Lj = PjC .Если мощность, передаваемая по КЛ, больше максимально допустимой,прокладываем две КЛ одинакового сечения.Выбранные значения сечений КЛ проверяем на допустимую потерюнапряжения по формулеΔU i, j = αPjC ⋅ li , jsi , j.(6.2)130Здесь Δ U i , j – допустимое падение напряжения в КЛ; α – коэффициент,зависящий от единиц измерения, входящих в формулу величин [33, 63].
Еслиполученное значение потерь напряжения не превосходит 5%, то рассчитанноесечениеКЛпринимаемдлярассматриваемоговариантаподключенияпотребителя [77]. В противном случае, размер сечения прокладываемой КЛувеличиваем до следующего стандартного значения и для новых параметров КЛпроизводим проверку условия (6.2).2.2) Определяем значение стоимости строительства КЛ d iL, j , котороезависит от сечения возводимой КЛ согласно Таблице 6.4.Таблица 6.4.Зависимость стоимости строительства КЛ 0,4 и 10 кВ от сеченияСтоимость строительства КЛd iL, j ,тыс. руб./кмСечение КЛsi , j , мм0,4 кВ10 кВ50709512015018524015,717,218,920,522,324,727,616,018,820,522,023,726,329,3Шаг 3. Вычисление стоимости монтажа трансформатораd kTR приподключении нового потребителя Сkподкл к РП. Мощность трансформатора длякаждого потребителя подбираем с учетом запаса не менее 30% от мощностиподключаемой нагрузки [77]:min ( PiTR ) ≥ 1,3 ⋅ PiCH .Зависимость стоимости монтажа d kTR от допустимой мощности приведена вТаблице 6.5.131Таблица 6.5.Средняя стоимость установки трансформатора в РП в зависимости отмощности трансформаторовМощностьтрансформаторов,PiTR , кВ•А2х4002х6302х10002х1250Стоимость установкитрансформатора,diTR , тыс.руб.(цены 2013 года)6 7177 1129 2029 846( )Шаг 4.
Определение итогового значения критерия Z1 Х 2 .( )Критерий Z 2 Х1 – стоимость подключения новой ТП к электросети.( )Величину Z 2 Х1находим как суммарную стоимость строительства КЛнапряжением 10 кВ между новыми ТП и существующей электросетью:1( )1( )TХ нов()Z 2 X = Z 2 X = ∑ li, j ( xi , yi ) ⋅ di , j + lk ,i ( xi , yi ) ⋅ dk ,i → min .1i =1(6.3)X ∈DСхема алгоритма расчета переменных, входящих в формулу (6.3), имеетследующий вид.Шаг 1. Расчет расстояний li, j ( xi , yi ) , lk , i ( xi , yi ) между ТП и РП. Расчетуказанных расстояний производим по формулам (1.1) или (1.2), на основанииинформации о географических координатах объектов ( xi , yi ) , ( x j , y j ) и( xk , y k ) соответственно.
Возможны два следующих варианта.Вариант 1. Включение ТП в цепочку посредством разрыва существующейцепи и добавления в нее нового звена. В этом случае из множества КЛ удаляем«разорванную» КЛ Li, j и добавляем новые КЛ Li,k , Lk, j . Сечение для КЛ Li,k ,Lk, j выбираем равным сечению si , j КЛ Li, j :si , k = sk , j = si , j .132Длина КЛ Li,k принимается равной сумме длин построенного отрезка КЛ иотрезка КЛ, соединяющего i-ую подстанцию и точку «включения» новой КЛ вэлектросеть: li,k = lk,m + lm,i .
Аналогично рассчитываем длину КЛ Lk, j .Вариант 2. Создание новой цепочки РП-ТП-РП. Длину КЛ определяем каккратчайшее расстояние между рассматриваемыми объектами. Сечение КЛвыбираем для каждой пары соединяемых объектов из стандартных типоразмеровсогласно электрической нагрузке, передачу которой должна обеспечить КЛ.Нагрузка на новые КЛ рассчитывается по правилуPi,Lk = Pi L−1, i + Pk∑ PkL, j = Pi,Lk + Pj∑,.Шаг 2. Расчет стоимости строительства d iL, j каждой новой КЛ.2.1) Значение сечения КЛ напряжением 10 кВ определяем по Таблице 6.3 наосновании значения Pi ,Lj [73]. Выбранные значения сечений КЛ проверяем надопустимую потерю напряжения.2.2) Производим выбор d iL, j в соответствии с Таблицей 6.4.( )Шаг 3. Определение итогового значения критерия Z 2 Х1 .()Критерий Z 3 Х1 , Х2 – стоимость строительства новых ТП и РП.
Стоимостьопределяем по формуле12TX новRZ3 ( X) = Z3 ( X , X ) = ∑ diТ + X нов⋅ d R → min .1X ∈Di =1(6.4)Алгоритм расчета переменных, входящих в (6.4), представлен ниже.Шаг 1. Расчет стоимости diТ строительства новых ТП из множества Tнов .1.1)Определяем мощности трансформатора ТП Tiнов на основанииинформации о суммарной мощности потребителей Pi∑ , подключенных к нейPi1.2)sum( X) =C подклC∑ Pj ⋅ γ i ( Х j )j =1.Производим выбор diТ согласно Таблице 6.6.133Таблица 6.6.Средняя стоимость строительства ТП в зависимости от мощноститрансформаторовМощностьтрансформатораPiТ , кВ•А2х4002х6302х10002х1250Стоимость строительстваТП diT , тыс.
руб.(цены 2013 года)6 7177 1129 2029 846Шаг 2. Расчет стоимости d R строительства новых РП. СтоимостьстроительствановойРПпринимаемравнойзатратамнавозведениестроительной части РП. Затраты на установку трансформаторов учтены взатратах на подключение потребителей к РП (Таблица 6.5).()Шаг 3. Определение итогового значения критерия Z 3 Х1 , Х 2 .( )Критерий Z 4 Х2 имеет смысл потерь электрической энергии в КЛ 0,4 и 10кВ, проложенных от ТП до новых потребителей. Согласно [91], потери активнойэлектроэнергии Δ Pi ,Lj в Li, j КЛ за год определяются какΔ Pi,Lj=1,1 ⋅ a ⋅ b ⋅ I i2, j ⋅ li, j0,001 ⋅ si, j ⋅ Ti, j.Здесь a – число токопроводящих жил КЛ (для поставленной задачи a = 3 );b – коэффициент, зависящий от материала КЛ;Ti , j – время максимальных потерь в КЛ Li, j ;I i , j – ток в КЛ Li, j , равныйI i, j =Pi ,Lj1 ⋅ 73 ⋅ U i , j ⋅ cos ϕ,где U i , j – уровень напряжения КЛ Li, j ; cosϕ – коэффициент мощности,определяемый как косинус угла между фазой напряжения и фазой тока.134Значение критерия определяем по формуле2( )=Z4 ( X) = Z4 XС подклL2.∑ Δ Рi , j ( X j ) δ i , j Х → min2( )j =1(6.5)X ∈DСхема алгоритма расчета переменных, входящих в формулу (6.5), имеетследующий вид.Шаг 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
