Диссертация (1025823), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Расчет стоимости потерь электрической энергии Δ РiL, j в КЛ Li, j .Стоимость определяем по выражению 6.14.( )Шаг 2. Определение итогового значения критерия Z 4 Х2 .Критерий Z 5 ( Х ) – потери электрической энергии в трансформаторах.Потери мощности в трансформаторе определяем по формулеΔ PiT = Δ PiTX + Δ PiTН .Здесь Δ PiTX – потери холостого хода трансформатора; Δ PiTН – нагрузочныепотери трансформатора, равныеΔ PiTН,k= kiКЗ ⎜⎜⎛⎝2max⋅ Pi∑ ⎞⎟⎟ ,PiT⎠где kiКЗ – коэффициент нагрузочных потерь трансформатора;k max–коэффициент несовпадения максимумов нагрузки.Потери холостого хода трансформатор Δ PiTX и значения коэффициента kiКЗпостоянны и зависят от номинала трансформатора [90].
Средние значения Δ PiTXКЗи ki приведены в Таблице 6.7.Критерий представлен в видеТ итогZ5 ( X ) = ∑ Δ РiТ ( Х) → min.i =1X∈D(6.6)Значения переменных, входящих в (6.6), вычисляем по следующей схеме.Шаг 1. Расчет стоимости потерь Δ РiОпределяем по Таблице 6.7.в трансформаторе в ТП Т i,.135Шаг 2. Определение итогового значения критерия Z 5 ( Х ) .Таблица 6.7.Значения потерь холостого хота трансформатора и коэффициентанагрузочных потерь в зависимости от мощности трансформатораМощностьтрансформатора,PiT кВ•А40063010001250Коэффициентнагрузочных потерьПотери холостого ходаΔ PiTX , кВтkiКЗ0,821,161,451,655,67,911,213,25Итоговый критерий оптимальностиСкалярный критерий оптимальности задачи представлен в виде аддитивнойсвертки критериев оптимальности Z1 ( Х ) – Z 5 ( Х ) :5Z ( Х ) = ∑ Zi ( Х ) .i =16.2.(6.7)Дополнительная информацияПри решении задачи перспективного развития М-сети в работе принятыследующие условия и допущения.Структура проектируемой электросети является кольцевой, то естькаждая ТП включена в цепочку, исходящую и входящую в РП (Рис.
6.1).Рис. 6.1. Пример цепочки кольцевой структуры электросети– РП;– ТП;– КЛ;– отключенная КЛ136Подключение новой ТП к электросети может быть осуществлено двумяследующими способами [90].1)Включение ТП в цепочку посредством разрыва существующей цепии добавление в нее нового звена (Рис. 6.2).Рис. 6.2. Пример включения новой ТП в цепочку электросети– РП;– ТП;– КЛ;– «разорванная» КЛ;– отключенная КЛ;– новая КЛВ этом случае длину возводимой КЛ (расстояние между точками k и m)определяем как удвоенное значение высоты треугольника, вершинами которойявляются новая ТП и ТП/РП, между которыми производится разрывсвязи (Рис. 6.3).imi-1jkРис.
6.3. Определение длины новой КЛ 10 кВ– РП;2)ВключениеРП-ТП-РП (Рис. 6.4).– ТП;ТП– КЛ;посредством– отключенная КЛсозданияновойцепочки137Рис. 6.4. Пример строительства новой цепочки РП-ТП-РП– РП;– ТП;– КЛ;– отключенная КЛ;– новая КЛДлина КЛ. За длину КЛ между объектами электросети принимаемманхэттенское расстояние между этими объектами.6.3.Вычислительный экспериментРешение задачи перспективного развития М-сети производим методамиредукции к совокупности вложенных задач меньшей размерности и методомдекомпозиции.Метод редукции.
При решении задачи методом редукции, решениеподзадач 1–3 выполнялось с использованием следующих алгоритмов:– подзадача 1 – эвристический алгоритм выделения максимальныхподмножеств;– подзадача 2 – эвристический алгоритм ограниченного перебора;– подзадача 3 – генетический алгоритм.итКритерий остановки вычислений – ограничение числа итераций Nmax= 20.Некоторые результаты решения задачи методом редукции приведены вТаблицах 6.8., 6.9. и на Рис. 6.5.138Таблица 6.8.Результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом редукцииНомерВремяСтоимость строительства,тыс. руб.итерации вычисленийτt , сек.ТП, РППотериэлектроэнергии,тыс. руб./годКЛКЛ0,4 кВ10 кВZ ( X)тыс. руб.ТП, РПКЛ1465957609400950367647345461441412045245295821339869636987729046745141094434539583653982733687875634683914105454472961023398276367627456470281409384545596004540898336829717847137141134864519573203978833655675674698314100897466955926398737368767562459031412847847195637239637236566746346738141387694629600733967623641573824689314126791045195938240108236993738245993141198611465957702400952367647345461441412045124529582563986563698772904674514109441345395834339827336878756346839141054514472961089398245367627456470281409384154559600454089773682971784713714113481645195735439787736556756746983141008917466955895398732368767562459031412847184719565343963753656674634673814138761946296034539576236415738246893141267920451959366401052369937382459931411986139млн.руб1414141314121411141014091408n14071 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Рис.
6.5. Результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом редукцииТаблица 6.9.Сводные результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом редукцииПоказательЗначениеЗначение целевой функции Z ( X ) , млн. руб.minВремя выполнения программы t, сек1410089max1413876среднее1412654min451max472среднее463Минимальное значение целевой функции достигнуто на итерации τ = 6 иравно Z ( X* ) = 1410089 . Минимальное время вычислений составляетt min = 451сек, максимальное – t max = 472 сек.
Максимальное значение целевой функции,полученное при выполнении серии экспериментов равно Z ( X ) = 1413876 ; среднеевремя решения задачи за одну итерацию – t = 459,8 сек.140Метод декомпозиции. При решении задачи методом декомпозиции,решение подзадач 1–3 выполнялось с помощью следующих алгоритмов:– подзадача 1 – эвристический алгоритм выделения максимальныхподмножеств;– подзадача 2 – эвристический алгоритм ограниченного перебора;– подзадача 3 – генетический алгоритм.Значения коэффициентов λi для каждого места возможного строительствановыхподстанцийрассчитанопоследующемупринципу:всоставекоэффициента λi выделены аддитивные составляющие λi(1) , λi(2) , где λi(1) –составляющая, пропорциональная стоимостям строительства КЛ, которые могутбыть возведены при подключении потребителей к электросети; λi(2) –составляющая, пропорциональная необходимости возведения подстанции вуказанной точке – значение «вклада» в общий коэффициент λi(2) потребителя тембольше, чем меньше возможных вариантов подключения к электросети уданного потребителя.
Если у потребителя лишь один возможный вариантподключения, то полагает λi(2) = ∞ .Некоторые результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом редукцииприведены в Таблицах 6.10., 6.11. и на Рис. 6.6.Таблица 6.10.Результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом декомпозицииНомерВремяСтоимость строительства,тыс. руб.итерации вычисленийτt , сек.ТП, РППотериэлектроэнергии,тыс.
руб./годКЛКЛ0,4 кВ10 кВZ ( X)тыс. руб.ТП, РПКЛ186595760940095036764734546144141204528529582133986963698772904674514109443853958365398273368787563468391410545141Таблица 6.10. Продолжение4872961023398276367627456470281409384585596004540898336829717847137141134868519573203978833655675674698314100897866955926398737368767562459031412847887195637239637236566746346738141387698629600733967623641573824689314126791085195938240108236993738245993141198611865957702400952367647345461441412045128549582563986563698772904674514109441385395834339827336878756346839141054514875961089398245367627456470281409384158559600454089773682971784713714113481685995735439787736556756746983141008917866955895398732368767562459031412847188749565343963753656674634673814138761986296034539576236415738246893141267920850959366401052369937382459931411986млн.руб141414131412141114101409140814071 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20nРис. 6.6.
Результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом декомпозиции142Таблица 6.11.Сводные результаты решения задачи ПРЭ М-сети методом декомпозицииПоказательЗначениеЗначение целевой функции Z ( X ) , млн. руб.min1410089max1413876среднее1412654Время выполнения программы t, секmin850max875среднее861Сравнительный анализ результатов решения методом редукции иметодом декомпозиции.
Минимальное значение целевой функции при решениизадачи ПРЭ М-сетибыло достигнуто методом редукции. При этом методдекомпозиции также достигал значений целевой функции, близкие кминимальному. Среднее время решения задачи за одну итерацию составляет 459сек для метода редукции и 875 сек – для метода декомпозиции.Из результатов решения следует, что для обеспечения электроэнергией всехподключаемых к электросети потребителей требуется построить 3 РП и 128 ТП,проложить 19 453 метров КЛ. Анализ полученных данных показал, что обаметода позволяют находить допустимые варианты решения задачи ПРЭ заприемлемое время.6.4.Результат решения задачиРешение, представляющее наилучший полученный результат по критерию(6.7) решения задачи расчета ПРЭ М-сети, приведено в Таблице 6.12.143Таблица 6.12.Результаты решения задачи ПРЭ М-сетиНаименованиеКоличествоПостроено новых объектов, шт.из них:РП,шт.3ТП, шт.128КЛ 10 кВ, шт.6567КЛ 0,4 кВ, шт.12886Время вычислений t , сек.451Значение целевой функции, млн.руб.14106.5.1)Выводы по главе 6Поставлена и решена задача перспективного развития электросети,по размерам и параметрам близкой к электросети района мегаполиса (М-сеть),которая включает в себя 393 ТП и 47 РП, при этом предполагается 1719намеченных к подключению потребителей.Приближенное оптимальное решение задачи перспективного развитияэлектросети было достигнуто методом редукции.
Решение предполагаетстроительство 3 РП и 128 ТП, прокладку 19 453 метров КЛ. Среднее времярешения задачи перспективного развития М-сети составило 459 сек для методаредукции и 875 сек – для метода декомпозиции.2)Анализ результатов расчета перспективного развития М-сетидоказывают работоспособность и эффективность разработанных в диссертациимоделей, методов и алгоритмов решения задач перспективного развитияэлектросетей, размерностью близкой к району мегаполиса.144ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертационной работе получены следующие основные теоретические ипрактические результаты.1)На основании обзора и анализа существующих рекомендаций,требований и методов решения задачи ПРЭ, применяемых в России и зарубежом, выявлены аспекты, требующие исследования и принятия техническихрешений:• разработка методов и алгоритмов связанного решения всего комплексавопросов ПРЭ;• применение подходов, учитывающих дискретных характер решаемойзадачи в части определения мест строительства новых РП и ТП;• разработка математической модели решения задачи ПРЭ, учитывающейтекущее состояние электросети и позволяющей решать исходную задачу вконтексте размещения не одной, а совокупности подстанций;• возможностьиспользоватьразличныекритерииоптимальности,учитывающие такие важные характеристики электросети, например, надежностьэлектроснабжения.2)Предложена и разработана математическая модель электросети ввиде направленного графа, которая позволяет учитывать современныетребования к проектированию городских распределительных электросетей сучетом их развития.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
