بهینه سازی حالت ها در ایستگاه مسائل بهینه سازی حالت های فعلی مقالات بهینه سازی حالت های شبکه های برق منطقه ای

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

انشادر این مورد:

مبانی بهینه سازی حالت های نیروگاه ها و سیستم های برق

1. اهداف و معیارهای بهینه سازی حالت های سیستم قدرت

بهینه‌سازی حالت‌های سیستم‌های قدرت و نیروگاه‌ها یکی از شاخه‌های تئوری و روش‌های کنترل سیستم‌های قدرت الکتریکی (EPS) است. اسناد رسمی در مورد حل مجموعه ای از مشکلات عملیاتی زیر در EPS وجود دارد:

تنظیم ترازهای برنامه ریزی شده نیرو و تولید برق برای دوره های مختلف (از دقیقه تا یک سال) و برای اشیاء مختلف.

تعیین حجم و قیمت برای فروش بلند مدت، کوتاه مدت و عملیاتی برق، ظرفیت و ذخایر.

محاسبه تعرفه های شبکه با در نظر گرفتن تلفات برق.

تعیین هزینه برق بر اساس مناطق برنامه بارگذاری و بر اساس فصول سال.

تعیین حالت عملکرد یک نیروگاه حرارتی (TPP).

تعیین نحوه استفاده از منابع آب یک نیروگاه برق آبی (HPP).

ساخت مشخصات کلی انرژی، اقتصادی و هزینه ای برای نیروگاه ها و مناطق تامین برق.

تنظیم مجدد قدرت فعالو تنش

انتخاب و قرار دادن ذخایر توان.

وظایف ذکر شده نیست لیست کاملمسائلی که در آنها حالت EPS محاسبه می شود، اما فقط اهمیت بهینه سازی حالت را نشان می دهد.

برای راه حل عملی و اجرای نرم افزاری هر وظیفه رژیم، رسمی سازی آن لازم است که شامل پنج مرحله است.

ترسیم یک مدل ریاضی

انتخاب روش راه حل

توسعه یک الگوریتم حل.

مدل سازی اطلاعات

پیاده سازی نرم افزار.

هر فرمول مسئله یافتن راه حل بهینه باید حداقل دو شرط را برآورده کند:

مشکل باید حداقل دو راه حل ممکن داشته باشد.

معیاری برای انتخاب بهترین راه حل باید تدوین شود.

از نقطه نظر طبقه بندی، می توان مشکلات بهینه سازی زیر را متمایز کرد: مدیریت عملکرد سیستم، مدیریت توسعه سیستم و مدیریت فرآیندهای تکنولوژیکی.

مدل سازی ریاضی اجازه دهید به طور خلاصه روی آن مفاد برای مدل سازی مسائل برق الکتریکی که برای حل آنها استفاده می شود صحبت کنیم. هنگام ساخت یک مدل، فقط باید در نظر بگیرید مهمترین ویژگی هاسیستم های. همچنین لازم است مفروضات منطقی موجهی تدوین شود، شکل ارائه مدل، سطح جزئیات آن و روش اجرا انتخاب شود. مطالعات بهینه سازی معمولاً از دو نوع مدل اصلی استفاده می کنند: تحلیلی و رگرسیونی.

مدل های تحلیلی شامل معادلات تعادل مواد و انرژی، روابط بین مشخصات فنیو معادلاتی که خواص فیزیکی و رفتار یک سیستم را در سطح اصول فنی توصیف می کنند.

هنگام مدل‌سازی، تعیین دقیق مرزهای سیستم مورد مطالعه مهم است. آنها با محدودیت هایی تعیین می شوند که سیستم را از محیط خارجی جدا می کند. در فرآیند حل یک مشکل، ممکن است مسئله گسترش مرزهای سیستم مطرح شود. این باعث افزایش ابعاد و پیچیدگی مدل می شود. در عمل مهندسی، باید تلاش کرد تا سیستم های بزرگ را به زیرسیستم های نسبتاً کوچک تقسیم کرد. در عین حال، باید مطمئن بود که چنین تجزیه ای منجر به ساده سازی بیش از حد وضعیت واقعی نخواهد شد.

در صورتی که خصوصیات سیستم تعیین شده و مرزهای آن مشخص شود، در مرحله بعدی مدل سازی مسئله بهینه سازی، معیاری (تابع هدف) انتخاب می شود که بر اساس آن می توان رفتار سیستم را ارزیابی کرد و بهترین را انجام داد. راه حل را می توان انتخاب کرد. در کاربردهای مهندسی معمولاً معیارهایی با ماهیت اقتصادی اعمال می شود. معیار همچنین می تواند عوامل تکنولوژیکی باشد: مدت زمان فرآیند تولید، مقدار انرژی مصرف شده و غیره. اغلب وضعیت با این واقعیت پیچیده می شود که در حل یک مشکل لازم است از مقادیر شدید چندین معیار متضاد اطمینان حاصل شود. در این مورد، ما در مورد مسائل چند معیاره صحبت می کنیم.

در مرحله بعدی مدل سازی مسئله بهینه سازی، لازم است متغیرهای مستقل و وابسته ای انتخاب شوند که عملکرد سیستم را به اندازه کافی توصیف کنند.

هنگام انتخاب متغیرهای مستقل باید:

تمایز بین متغیرهایی که مقادیر آنها می تواند در یک محدوده نسبتاً گسترده متفاوت باشد و متغیرهایی که مقادیر آنها در طول فرآیند بهینه سازی ثابت شده است.

شناسایی پارامترهایی که تحت تأثیر عوامل خارجی و غیرقابل کنترل هستند.

متغیرهای مستقل را به گونه ای انتخاب کنید که تمام مهم ترین تصمیمات فنی و اقتصادی در مدل ریاضی مسئله منعکس شود.

انتخاب نادرست متغیرهای مستقل می تواند به راه حل های شبه بهینه منجر شود.

متغیرهای وابسته باید به متغیرهای مستقل مرتبط شوند. متغیرهای وابسته، به عنوان یک قاعده، پارامترهای خروجی مدل هستند و توسط الزامات برای نتایج عملکرد شی تعیین می شوند. به عنوان مثال، مصرف سوخت یک متغیر مستقل است و توان فعال یک ایستگاه برق یک متغیر وابسته است. اتصال آنها در ویژگی های انرژی نیروگاه منعکس می شود.

به طور کلی، مدل ریاضی بهینه‌سازی شامل موارد زیر است: شرح رسمی مسئله. معیار حل مسئله؛ متغیرهای مستقل و وابسته؛ معادلات رابطه بین متغیرهای مستقل و وابسته; محدودیت در متغیرها به شکل برابری و نابرابری (معمولاً آنها با محدودیت های بالا و پایین در تغییرات پارامترهای سیستم تعیین می شوند).

تصمیم گیری در شرایط قطعیت با یک ارتباط غیر ابهام (قطعی) بین مشخص می شود. با تصمیمو نتیجه آن سیستمی که در آن عناصر به روش های کاملاً قابل پیش بینی با هم تعامل دارند را می توان قطعی در نظر گرفت.

یک مدل قطعی رفتار سیستم را از موقعیت قطعیت کامل در حال و آینده منعکس می کند. رفتار چنین سیستمی در صورتی قابل پیش بینی است که وضعیت فعلی عناصر آن و قوانین تبدیل اطلاعات در گردش بین آنها مشخص باشد.

اکثر وظایف رژیم در EPS فقط به صورت مشروط می توانند قطعی در نظر گرفته شوند. با این حال، در عمل، بسیاری از آنها دقیقا در این فرمول حل می شوند، که با نیاز به راه حل های بدون ابهام برای کنترل حالت ها و پیچیدگی، و گاهی اوقات عدم امکان در نظر گرفتن ویژگی های احتمالی EPS مرتبط با ماهیت توضیح داده می شود. رویدادها و فرآیندهای تکنولوژیکی

مدل ریاضی مسئله بهینه سازی به طور کلی شامل اجزای زیر است.

تابع هدف - معیار بهینه سازی

F(X, Y) خارجی (1)

2. معادلات ارتباطی که رابطه بین متغیرها را تعیین می کند:

این ارتباط اغلب به شکل ویژگی های خاصی از جسم، به عنوان مثال، ویژگی های انرژی است. ارتباط بین X و Y می تواند صریح یا ضمنی باشد.

3. معادلات محدودیت شرایط قابل قبولی را برای تغییر متغیرها و توابع مستقل و وابسته از آنها نشان می دهد:

Xmin؟ ایکس؟ Xmax (3)

یمین؟ Y Ymax (4)

همین؟ h"(X,Y) ? hmax (5)

پس از فرمول‌بندی مسئله بهینه‌سازی، لازم است یک روش بهینه‌سازی و روش‌هایی برای در نظر گرفتن محدودیت‌ها انتخاب شود که به تفصیل در آن توضیح داده شده است.

در مسائل رژیم از معیارهای بهینه سازی مختلفی استفاده می شود: فنی، اقتصادی و تجاری. ممکن است انجمن ها، سیستم های انرژی، نیروگاه ها و شرکت های شبکه الکتریکی در نظر گرفته شوند. این منجر به انواع وظایف و معیارها برای بهینه سازی حالت ها می شود.

معیارهای بهینه سازی حالت های درون نیروگاهی. برای نیروگاه ها مشکل بهینه سازی حالت های درون ایستگاهی حل شده و از معیارهای فنی بیشتر استفاده می شود، مانند هزینه ها یا حداقل مصرف سوخت نیروگاه (برای نیروگاه های برق آبی، حداقل منابع آب)

یا حداکثر بازدهی

بهینه سازی حالت ها با هدف انتخاب ترکیب بهینه تجهیزات عملیاتی، Pi فعال و توان های Qi واکنش پذیر واحدها انجام می شود. این مشکل در هر بازه زمانی از دقیقه تا یک سال قابل حل است. بر اساس این معیارها، مشخصات انرژی معادل ایستگاه ها ساخته می شود.

معیار بهینه سازی حالت های شبکه الکتریکی یک شبکه الکتریکی ممکن است شامل یک یا چند شرکت شبکه باشد. هنگام بهینه سازی حالت شبکه الکتریکی، معیار ممکن است تلفات انرژی (یا توان) در شبکه باشد، یعنی حداقل تلفات توان فعال:

و حداقل تلفات انرژی

با استفاده از این معیارها می توانید معادل آن را بدست آورید عملکرد بهینهتلفات برق

معیارهای بهینه سازی حالت های سیستم قدرت الکتریکی

هنگام بهینه سازی حالت EPS، باید ویژگی های فنی و اقتصادی آن را در نظر گرفت: مقیاس سرزمینی و قابلیت های تولید برق. در حال حاضر، بهینه سازی حالت برای نهادهایی که در بازار عمده فروشی برق و ظرفیت فعالیت می کنند، مهم است. بازار عمده فروشی توسط مدیر مدیریت می شود سیستم معاملاتی، که بر اساس معاملات تشکیل می شود سیاست قیمت گذاریبازار در تمام بازه های زمانی موضوعات بازار عمده فروشی نیروگاه ها، شرکت های شبکه (JVs) و مصرف کنندگان بزرگ هستند. قیمت های اعلام شده توسط نیروگاه ها (تامین کنندگان انرژی) تعیین کننده تقاضا برای نیرو و انرژی الکتریکی (محصول) آنها است. اگر قیمت ها بالا باشد، ممکن است محصول به طور کامل یا جزئی مورد تقاضا نباشد. بهینه سازی رژیم می تواند در وظایف مختلف با توجه به معیارهای حداقل قیمت برای EPS، حداقل هزینه یا حداکثر رفاه افراد بازار انجام شود.

حالت بر هزینه ها تأثیر می گذارد و زمانی که بهینه خواهد بود

اما اگر از معیار حداقل قیمت برق استفاده کنیم

سپس تعادل انرژی در EPS تغییر خواهد کرد. در عمل از معیار (11) بیشتر استفاده می شود.

2. برنامه ریزی حالت های عملیاتی نیروگاه ها

هزینه های عملیاتی برای تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی نه تنها به آن بستگی دارد عوامل خارجی، مهمترین آنها ویژگی ها و ارزش بار متصل و همچنین حالت است سیستم الکتریکی، که می تواند از طریق سیستم کنترل تحت تأثیر قرار گیرد. رابطه معینی بین هزینه های عملیاتی 3 و کنترل حالت های سیستم الکتریکی وجود دارد که می تواند با این رابطه مشخص شود.

جزء 30 شامل مولفه هایی مانند هزینه دستمزد پرسنل عملیاتی، هزینه های مجموعه ای از اقدامات برای بهبود قابلیت اطمینان و کارایی تجهیزات برق الکتریکی با افزایش کارایی دستگاه های تبدیل و انتقال انرژی (ژنراتورهای بخار، توربین ها، ژنراتورها و غیره) است. این هزینه ها تقریباً مستقل از حالت سیستم الکتریکی است و کاهش آنها با تلاش پرسنل بهره برداری نیروگاه ها و شرکت های شبکه حاصل می شود.

جزء دوم 3 (P) هزینه منابع انرژی را مشخص می کند و به حالت سیستم قدرت، ترکیب و بار تجهیزات موجود در عملیات بستگی دارد. در این حالت، حامل های اصلی انرژی سوخت نیروگاه های حرارتی و آب برای نیروگاه های برق آبی است. ارزش 3(P) با توجه به تولید و حمل و نقل سوخت، با توجه به هزینه سوخت تعیین می شود. راه حل مشکل کنترل حالت های سیستم قدرت، تعیین اقدامات کنترلی است که حداقل هزینه کل تولید، انتقال و توزیع برق را تضمین می کند. بنابراین، این وظیفه به حداقل کردن هزینه منابع انرژی 3 (P) می رسد. به نوبه خود، حداقل هزینه سوخت تنها با استفاده بهینه کامل از ذخایر محدود منابع آبی قابل دستیابی است.

مقدار کل بار فعال سیستم قدرت Рн توسط رفتار مصرف کنندگان برق تعیین می شود و در سیستم قدرت به عنوان یک پارامتر معین که تأثیر خارجی را مشخص می کند در نظر گرفته می شود. با در نظر گرفتن تلفات توان در عناصر شبکه، شرط تعادل توان باید برای هر لحظه در زمان برآورده شود

که در آن PH(t) کل بار مصرف کنندگان است. - توان فعال منبع i ام در زمان t. - مجموع تلفات توان فعال در سیستم الکتریکی در زمان t. عدم رعایت شرط (13) منجر به انحراف فرکانس از مقدار اسمی می شود.

برای حفظ فرکانس نامی باید شرط (13) رعایت شود. کنترل بهینه حالت های عادی سیستم قدرت شامل توزیع اقتصادی بار سیستم بین منابع است، به عنوان مثال. در تعیین مقادیر Pi(t) که حداقل هزینه انرژی را تضمین می کند. در این حالت، منبع آب موجود Wj با توجه به شرایط طبیعی مسیر آب (مساحت حوضه، میزان بارندگی و غیره) و همچنین شرایط اضافی برای ناوبری، رفتینگ چوبی، عبور ماهی و غیره تعیین می شود.

آیا می توان کنترل بهینه را تنها بر اساس اطلاعات فعلی PH(t) در مورد بار در یک زمان معین پیاده سازی کرد؟ برای انجام این کار، رابطه بین حالت EPS فعلی و بعدی را از طریق معیار بهینه در نظر بگیرید. نمودار روزانه کل بار (شامل تلفات برق) برای هر سیستم انرژی در فصل جاری سال ظاهر نسبتاً پایداری برای روزهای کاری، روزهای غیر کاری، تعطیلات و روزهای قبل از تعطیلات دارد. ماهیت چنین نموداری در شکل نشان داده شده است. 1 برنامه مصرف برق روزانه به صورت گام به گام با گام زمانی 1 ساعت تقریب زده شده است. توسعه یک سیستم کنترل دیسپاچ خودکار منجر به انتقال از =1 ساعت به تقریب نیم ساعته و حتی 15 دقیقه ای نمودار بار الکتریکی Рн(t) شده است.

برنج. 1 - نمودار بار کل EPS

تفاوت بین حداکثر Pmax در روز و حداقل Pmin در شب تا حد زیادی به سهم مصرف برق صنعتی و شرایط آب و هوایی بستگی دارد. بخشی از بار P6(t) توسط نیروگاه های پایه پوشانده شده است که شامل مقرون به صرفه ترین واحدهای نیروگاه های حرارتی چگالشی، نیروگاه های هسته ای و نیروگاه های برق آبی در هنگام سیل است که رژیم آنها به دلایلی یا به دلایلی دیگر است. از پیش تعیین شده در نظر گرفته شده است. به عنوان مثال، برای یک نیروگاه حرارتی، حالت الکتریکی به برنامه تولید انرژی حرارتی بستگی دارد. باقیمانده نمودار بار الکتریکی به نیمه پیک و پیک تقسیم می شود. پوشش بار در قسمت نیمه پیک توسط CES با پارامترهای متوسط ​​و در قسمت پیک توسط نیروگاه های برق آبی، نیروگاه های حرارتی فشار متوسط ​​و نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده (PSPP) انجام می شود. تخصیص ایستگاه ها به قسمت های پایه، نیمه پیک و پیک برنامه بار الکتریکی با مانورپذیری و کارایی آنها تعیین می شود.

از آنجایی که تفاوت بین Pmax و Pmin زیاد است (گاهی اوقات به 50٪ Pmax می رسد)، ترکیب تجهیزات تولید کننده نمی تواند در طول روز بدون تغییر باقی بماند. لحظاتی که ژنراتورهای نیروگاه روشن و خاموش می شوند و بار آنها به برنامه مصرف برق بستگی دارد و نه تنها با مقدار PH(t) در زمان جاری تعیین می شود. بنابراین، مسئله بهینه سازی ماهیت یکپارچه دارد.

با فرض اینکه طبیعت منابع انرژی آبی را به صورت رایگان به ما می دهد، جزء عملیاتی 3(P) با هزینه سوخت در بازه زمانی T به شکل تعیین می شود.

جایی که: Bi(t) - مصرف سوخت (تابع زمان) من حرارتینیروگاه ها، تعداد نیروگاه ها NT است. د: - ضریب با در نظر گرفتن هزینه سوخت از جمله حمل و نقل آن تا ایستگاه i.

وظیفه تعیین چنین حالت عملکرد نیروگاه های حرارتی PТi(t) در بازه T برای اطمینان از حداقل Z(P) است. بیشتر اوقات، روز (24 ساعت) به عنوان فاصله زمانی T در نظر گرفته می شود. اگر ماهیت یکپارچه مسئله بهینه‌سازی را در نظر نگیریم، از نقطه نظر یک نقطه زمانی معین، بارگیری کامل تمام نیروگاه‌های برق آبی همیشه سودآور است که طبیعتاً منجر به کاهش سوخت می‌شود. هزینه های نیروگاه های حرارتی با این حال، تخلیه سریع منابع آبی منجر به رژیم‌های EPS به وضوح کمتر از حد مطلوب (بدون مشارکت نیروگاه‌های برق آبی) خواهد شد. بنابراین، به حداقل رساندن تابع (14) باید با در نظر گرفتن محدودیت های جدایی ناپذیر فرم انجام شود

که در آن: - مصرف آب (عملکرد زمان) در ایستگاه j-ام (در ساعت t)؛ Wj تامین (آزادسازی) برنامه ریزی شده آب در نیروگاه برق آبی است. NG - تعداد نیروگاه های برق آبی. اگر جریان یکپارچه آب بیشتر از حجم آب ورودی Wj به مخزن باشد، این امر منجر به کاهش سطح زیر سطح مجاز می شود، در صورتی که کمتر باشد، منجر به تجمع آب و نیاز به تخلیه آن می شود. دور زدن توربین های هیدرولیک، که به وضوح غیرمنطقی است (تولید الکتریسیته مشخص شده برای سیستم انرژی در این مورد، از طریق احتراق اضافی سوخت در نیروگاه های حرارتی حاصل می شود).

ماهیت جدایی ناپذیر مسئله بهینه سازی نه تنها با محدودیت (15) در منابع هیدرولیک، بلکه با شرایط انتخاب ترکیب تجهیزات تولید کننده نیز تعیین می شود. این به این دلیل است که ترکیب بهینه تجهیزات را نمی توان تنها بر اساس اطلاعات فعلی در مورد بار روی سیستم قدرت یافت. لازم است رفتار او برای مدتی T از قبل ارزیابی شود. بیایید تصور کنیم که برای صرفه جویی در سوخت، مطلوب است که یک یا آن واحد را خاموش کنیم. با این حال، امکان‌پذیری این امر تنها با در نظر گرفتن راه‌حل سؤال زیر قابل تعیین است. آیا صرفه جویی در مصرف سوخت با خاموش کردن دستگاه بیشتر خواهد بود؟ هزینه های اضافیبرای راه اندازی بعدی آن، نیاز به آن را فقط می توان با در نظر گرفتن رفتار بیشتر بار و سایش تجهیزات از راه اندازی های اضافی تعیین کرد؟

در عمل مشکل بهینه سازی حالت سیستم قدرت در دو مرحله حل می شود. در مرحله اول، ترکیب تجهیزات و بار نیروگاه برق آبی بر اساس پیش بینی رفتار مصرف کننده برنامه ریزی می شود. در مرحله دوم، مشکل توزیع بار اقتصادی برای یک مجموعه معین از تجهیزات حل می شود. در این مورد، ویژگی های جریان Bi = f (Pi) با ترکیب انتخابی تجهیزات تولید (ژنراتورهای بخار، توربین ها، واحدها) مطابقت دارد.

بنابراین، وظیفه بهینه سازی حالت EPS یافتن حداقل تابع 3(P) مطابق (14) با توجه به شرایط تعادل توان (13) و تعادل آب (15) است. ماهیت یکپارچه مسئله بهینه‌سازی ماهیت چند مرحله‌ای راه‌حل آن را از طریق پیش‌بینی بار PH(t)، برنامه‌ریزی عملیات روزانه نیروگاه‌های حرارتی و برق آبی PTi(t)، PGi(t) از پیش تعیین می‌کند. برنامه ریزی برنامه های به اصطلاح دیسپاچ نیروگاه ها و اصلاح سریع این برنامه ها در ارتباط با خطاهای ظاهر شده در پیش بینی بار و تغییرات اضطراری برنامه ریزی نشده در ترکیب تجهیزات تولید و شبکه برق (قطع شدن خطوط برق، (خودکار) مبدل ها). فرمول بالا از مسئله بهینه سازی ناقص است، زیرا شرایطی را برای تامین برق قابل اعتماد و با کیفیت بالا برای مصرف کنندگان برق تعیین نمی کند. این شرایط در قالب تعدادی از محدودیت های رژیم در قالب نابرابری تعیین شده است.

ما رایج ترین محدودیت های رژیم را لیست می کنیم:

قدرت فعال ایستگاه ها در داخل متفاوت است

از یک سو، با ظرفیت اضافه بار ژنراتورها، و از سوی دیگر، با ثبات عملکرد تجهیزات حرارتی (به عنوان مثال، با سوزاندن مشعل در ژنراتورهای بخار) در بارهای کاهش یافته تعیین می شود.

توان راکتیو موجود ژنراتورها به طور کلی به بار توان اکتیو بستگی دارد، اما برای ساده کردن مشکل معمولاً با مرزهای دقیق تعیین می شود:

ولتاژ گره ها نیز باید با در نظر گرفتن توانایی تنظیم ترانسفورماتورها در محدوده قابل قبول تنظیم شود:

محدودیت‌های ذکر شده اغلب محدودیت‌های گرهی نامیده می‌شوند، زیرا به پارامترهای گره‌ها مربوط می‌شوند نمودار الکتریکیسیستم های. همراه با آنها، در برخی موارد لازم است محدودیت های خطی در جریان و جریان برق خطوط برق یا شاخه های ترانسفورماتور یک مدار الکتریکی در نظر گرفته شود.

از شرایط گرمایش سیم ها و حفظ پایداری سیستم.

نظارت بر ولتاژ گره‌ها و جریان‌های توان در خطوط انتقال نیرو یا در مجموع آنها، به نام مقاطع، منجر به نیاز به گنجاندن معادلات حالت پایدار در مسئله بهینه‌سازی می‌شود:

کنترل ایستگاه شبکه برق

که در آن: Si - کل توان گره برابر Si = SHj - SHi. SГj مجموع توان تولیدی یک نیروگاه حرارتی یا نیروگاه برق آبی است. SHi - مصرف برق کل؛ Yij رسانایی متقابل گره های i و j مدار الکتریکی است. n تعداد گره های یک EPS بدون نیروگاه متعادل کننده است که ولتاژ باس آن Un+1 باید تنظیم شود.

در معادلات (20)، شاخص t حذف شده است، اما باید در نظر داشت که تمام پارامترهای حالت های الکتریکی متغیر زمانی هستند - Uj(t)، SHi(t) و غیره.

مشکل کلی بهینه سازی سیستم های قدرت بزرگ به قدری پیچیده است که با وجود سطح بالای کمال امکانات محاسباتیطبیعتاً باید تا حدی ساده شود که از خطای قابل توجهی در راه حل جلوگیری شود. اول از همه، این مربوط به تقسیم این کار به مراحل است:

انتخاب ترکیب تجهیزات (تعیین برنامه وضعیت تولید تجهیزات در طول روز)؛

بهینه سازی حالت EPS برای ترکیب تجهیزات معین.

به نوبه خود، بهینه سازی حالت EPS، شامل ایستگاه های حرارتی و هیدرولیک، به موارد زیر تقسیم می شود:

برنامه ریزی مستقل نیروگاه های برق آبی؛

برنامه ریزی مستقل نیروگاه های حرارتی

در برخی موارد، برای دستیابی به دقت بهینه‌سازی مورد نیاز، این دو فرآیند به یک فرآیند چرخه‌ای تکراری مرتبط می‌شوند، اما زمانی که بیش از دو چرخه از این قبیل انجام شود، نادر است. برای برنامه عملیاتی اولیه نیروگاه برق آبی (مثلاً گرفته شده از روز قبل)، حالت بهینه نیروگاه حرارتی تعیین می شود. پس از این حالت نیروگاه برق آبی و دوباره حالت نیروگاه حرارتی مشخص می شود.

محدودیت های انتگرال (15) پیچیدگی قابل توجهی را در مسئله بهینه سازی ایجاد می کند، زیرا باید به عنوان یک کل به عنوان یکپارچه در نظر گرفته شود، یعنی. با یافتن حداقل هزینه های کل در بازه برنامه ریزی، اغلب روزانه. اگر برنامه بارگذاری روزانه در مراحل 1 ساعت تقریبی باشد، T=24. در تعدادی از سیستم های قدرت فواصل نیم ساعته و T=48 در نظر گرفته شده است.

در اینجا باید به شرایط مهم زیر توجه کنید. اگر هیچ نیروگاه برق آبی در EPS وجود نداشته باشد (سیستم را می توان به عنوان یک سیستم حرارتی در نظر گرفت که فقط از نیروگاه های حرارتی تشکیل شده است)، سپس تابع (14) را به شکل بنویسید.

ما به اصطلاح ویژگی تفکیک پذیری را به دست می آوریم که برای آن برابری "حداقل مجموع برابر است با مجموع حداقل ها" برقرار است:

یعنی حالت بهینه بازه ساعتی اول به حالت بازه دوم و غیره بستگی ندارد. در نتیجه، یک مسئله بهینه‌سازی انتگرال پیچیده به T (تعداد بازه‌ها) مسائل ساده‌تر مستقل تجزیه می‌شود، که در هر یک از آنها حداقل خود را جستجو می‌کنند.

پس از بهینه سازی حالت EPS برای هر یک از بازه های T، در نهایت برنامه های اعزام را برای عملکرد همه نیروگاه ها به شکل نشان داده شده در شکل بدست می آوریم. 2.

برنج. 2 - برنامه زمانبندی اعزام نیروگاه

وظیفه برنامه ریزی حالت عملکرد نیروگاه ها بر اساس توان اکتیو ارتباط تنگاتنگی با وظیفه تعیین سطوح ولتاژ نقاط کنترل سیستم قدرت دارد. واقعیت این است که مقدار تلفات توان P که وارد تعادل می شود نه تنها به توان راکتیو تولید شده بستگی دارد بلکه به توان راکتیو تولید شده نیز بستگی دارد که به نوبه خود سطوح ولتاژ و بار جریان خطوط را تعیین می کند. راه حل مشترک هر دو مسئله بهینه سازی پیچیده حالت EPS نامیده می شود.

ادبیات

1. بهینه سازی حالت های سیستم قدرت: آموزش/ P.I. بارتولومی، تی.ا. پانیکوفسکایا. Ekaterinburg: USTU - UPI، 2008. - 164 p.

2. Makoklyuev B.I. تجزیه و تحلیل و برنامه ریزی مصرف برق. - M.: Energoatomizdat, 2008. - 296 p.

3. تی.ا. فیلیپووا و همکاران بهینه سازی حالت های نیروگاه و سیستم های انرژی: کتاب درسی / T.A. فیلیپووا، یو.م. سیدورکین، A.G. روسینا; - نووسیب. حالت فن آوری دانشگاه - نووسیبیرسک، 2007. - 356 ص.

4. مدل های سلسله مراتبی در تجزیه و تحلیل و کنترل سیستم های قدرت الکتریکی / O.A. سوخانوف، یو.و. Sharov - M.: MPEI Publishing House, 2007. - 312 p.

5. Lykin A.V. سیستم ها و شبکه های برق: کتاب درسی. کمک هزینه - م.: کتاب دانشگاهی؛ لوگوها، 2006. - 254 ص.

6. فیلیپووا تی.آ. رژیم های انرژی نیروگاه ها و سیستم های برق: کتاب درسی - نووسیبیرسک: انتشارات NSTU، 2005. - 300 ص.

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

ویژگی های روش های اصلی برای حل مسائل برنامه ریزی غیرخطی. ویژگی های بهینه سازی حالت مصرف برق فعلی توسط توان راکتیو. محاسبه شبکه و همچنین تجزیه و تحلیل حالت های مصرف برق بهینه برای OJSC Ilyich Iron and Steel Works.

پایان نامه کارشناسی ارشد، اضافه شده 09/03/2010


مدل سازی حالت های مختلف شبکه های الکتریکی میدان های نفتی واسیوگان جنوبی OJSC "Tomskneft". محاسبه حداکثر و حداقل شرایط بار سیستم قدرت. کیفیت انرژی الکتریکی و تاثیر آن بر تلفات در تاسیسات الکتریکی

پایان نامه، اضافه شده در 2014/11/25


انتخاب ولتاژ نامی شبکه، توان دستگاه های جبران کننده، سطح مقطع خطوط برق هوایی، تعداد و توان ترانسفورماتورها. محاسبه مدار معادل شبکه برق، حالت بارهای حداکثر، حداقل و اضطراری.

کار دوره، اضافه شده در 2015/01/25


محاسبه منبع ارتعاشات هارمونیک. تعیین حالت های تشدید مدار الکتریکی. محاسبه فرآیندهای گذرا با استفاده از روش کلاسیک. تعیین مقادیر حالت پایدار ولتاژها و جریانها در مدارهای الکتریکی تحت تأثیر غیر سینوسی.

کار دوره، اضافه شده در 11/18/2012


مطالعه یک مدار الکتریکی خطی: محاسبه منبع نوسانات هارمونیک و یک شبکه چهار ترمینال تحت تأثیر سینوسی. تعیین پارامترهای حالت های تشدید در مدار. مقادیر ولتاژ و جریان تحت تأثیر غیر سینوسی.

کار دوره، اضافه شده در 2012/08/30


دستگاه ها و ویژگی های سیستم های قدرت. سیستم های تغذیه برای شرکت های صنعتی. مزایای ادغام در یک سیستم قدرت در مقایسه با عملکرد جداگانه یک یا چند نیروگاه. طرح یک نیروگاه برق آبی از رودخانه.

ارائه، اضافه شده در 2013/08/14


تشکیل معادلات گرهی و کانتور حالتهای حالت پایدار شبکه الکتریکی. محاسبه حالت سنگین، حالت شبکه الکتریکی با استفاده از معادلات گرهی و غیرخطی گرهی هنگام تعیین بارهای توان با استفاده از روشهای تکرار شونده.

کار دوره، اضافه شده در 2012/05/21


جوهر توجیه فنی و اقتصادی برای توسعه نیروگاه ها، شبکه ها و ابزارهای عملکرد آنها. انتخاب مدار، ولتاژ نامی و تجهیزات الکتریکی اصلی خطوط و پست های شبکه. محاسبه حالت های عملیاتی و پارامترهای شبکه.

کار دوره، اضافه شده 06/05/2012


ویژگی های عمومیشبکه های برق جنوب شرقی ترسیم مدار معادل و محاسبه پارامترهای آن. تجزیه و تحلیل شرایط عملیاتی حالت پایدار فرصت هایی را برای بهبود سطوح ولتاژ در نظر بگیرید. سوالات مربوط به اقتصاد و حمایت از نیروی کار.

پایان نامه، اضافه شده در 1393/07/13


مدل های بار خط انتقال دلایل بروز عدم تقارن طولی در شبکه های الکتریکی. ظرفیت خط سه فاز اندوکتانس یک خط دو سیمه. شبیه سازی حالت های عملکرد یک سیستم چهار سیمه. جریان جریان در زمین.

در این مقاله اقداماتی برای بهینه‌سازی حالت‌های عملکرد ترانسفورماتورهای قدرت به منظور به حداقل رساندن تلفات انرژی الکتریکی ارائه می‌شود. تأثیر ولتاژ واقعی و عمر مفید ترانسفورماتورهای قدرت بر تلفات برق نشان داده شده است. تعیین توان اقتصادی ترانسفورماتورهای قدرت با در نظر گرفتن فاکتورهای مشخص شده و همچنین با در نظر گرفتن زمان روشن شدن ترانسفورماتور در شبکه برق و شکل برنامه بارگذاری پیشنهاد شده است.

مشکلات بهینه سازی کنترل سیستم های منبع تغذیه از زمان ظهور اولین سیستم های طراحی مبتنی بر کامپیوتر و سیستم های کنترل خودکار مبتنی بر کامپیوتر مورد توجه قرار گرفته است. فعال سیستم های نرم افزاریبررسی واقعیت و بهینه بودن راه حل های طراحی برای تأسیسات انرژی فردی و همچنین قابلیت اطمینان عملکرد سیستم انرژی عامل به طور کلی با حل مشکلات فنی خاص امکان پذیر است. این نرم افزار همچنین برای تحلیل مقایسه ای استراتژی های مختلف طراحی، نصب، بهینه سازی و بهره برداری در هنگام تصمیم گیری بر اساس وضعیت و پارامترهای عملیاتی شبکه الکتریکی استفاده می شود.

عناصر اصلی شبکه برق ترانسفورماتورهای قدرت پست ها و خطوط انتقال نیرو هستند. این عناصر در هر محصول نرم افزاری تحلیلی یا مصنوعی با مدل های ریاضی خود نشان داده می شوند. از کل مجموعه مدل ها، به طور کلی، دو نوع اصلی را می توان تشخیص داد که در حل مشکلات استفاده می شود:

1) یک مدل گرافیکی پذیرفته شده از مدار الکتریکی سیستم قدرت (شامل ترانسفورماتورهای قدرت و خطوط برق)؛

2) مدل های تخصصی طرح های طراحی که نمودار شبکه الکتریکی سیستم قدرت را در سطح الزامات روش های ریاضی کاربردی و مسائل فنی خاص توصیف می کند.

وظایف افزایش بهره وری انرژی سیستم های تامین برق تاسیسات مختلف مستلزم اجرای اقداماتی است که اغلب با محاسبات مهندسی همراه است. محاسبات مهندسی در زمینه صرفه جویی در انرژی یک فرآیند کار فشرده است. با در نظر گرفتن پیچیدگی و هزینه بالای انجام چنین کاری، نیاز و سودمندی اقدامات صرفه جویی در مصرف انرژی همیشه برای مدیریت شرکت ها، سازمان ها و موسسات آشکار نیست.

اکثر تصمیمات اتخاذ شده کاملاً توسط قوانین، دستورالعمل ها و سایر مقررات تنظیم می شود. این امر امکان خودکارسازی راه حل های بسیاری از مشکلات خاص و پیچیده، از جمله مشکلات افزایش بهره وری انرژی ترانسفورماتورهای قدرت عامل را فراهم می کند.

به عنوان یک قاعده، دو ترانسفورماتور قدرت در پست های ترانسفورماتور نصب می شود. بسته به بار کل پست، خاموش کردن یک ترانسفورماتور در ساعات خارج از بار مفید است. این حالت کار باید به عنوان یک معیار صرفه جویی در انرژی در نظر گرفته شود، زیرا بازده ترانسفورماتور باقی مانده در عملیات به حداکثر مقدار نزدیک می شود.

بار ترانسفورماتور بهینه S OPT، مطابق با حداکثر بازده ممکن، با استفاده از فرمول قابل مشاهده است:

که در آن S NOM توان نامی ترانسفورماتور، kV∙A است. ΔP ХХ - تلفات بدون بار، کیلووات؛ ΔP اتصال کوتاه - تلفات مدار کوتاه، کیلووات

نسبت بار بهینه ترانسفورماتور و توان نامی آن ضریب بار بهینه ترانسفورماتور k W است:

هنگام استفاده از فرمول های (1) و (2)، ضریب بار ترانسفورماتورها بسیار کم است (در محدوده 0.45÷0.55)، زیرا ترانسفورماتورها با نسبت تلفات بی باری و اتصال کوتاه تولید می شوند. محدوده 3.3÷5.0. به طور معمول، در عمل طراحی، از مقادیر حداکثر بار استفاده می شود که برای تعیین بار ترانسفورماتور استفاده می شود. معلوم می شود که ضریب بار به طور قابل توجهی کمتر از مقدار بهینه است، بنابراین ترانسفورماتورهای قدرت که در حال حاضر در حال کار هستند دارای بار کم هستند و بسیاری از آنها در حالت غیر بهینه کار می کنند.

تلفات برق در یک ترانسفورماتور قدرت با فرمول تعیین می شود:

که در آن U ولتاژ واقعی در پایانه های سیم پیچ ولتاژ بالاتر ترانسفورماتور، kV است. U NOM - ولتاژ نامی سیم پیچ ولتاژ بالاتر، کیلوولت.

تلفات برق در یک ترانسفورماتور قدرت به زمان روشن شدن ترانسفورماتور، شکل نمودار بار الکتریکی بستگی دارد و با فرمول تعیین می شود:

که در آن T YEAR تعداد ساعات کار ترانسفورماتور در سال، h است. τ زمان بیشترین تلفات است که از برنامه بارگذاری واقعی یا از طریق مقدار مرجع تعداد ساعات استفاده از حداکثر بار، h تعیین می شود.

حداقل تلفات انرژی در ترانسفورماتور در طول سال در صورتی خواهد بود که تلفات انرژی بی باری و انرژی اتصال کوتاه برابر باشد. بار ترانسفورماتور، با در نظر گرفتن شاخص های برنامه بار الکتریکی T YEAR، τ و مربوط به حداقل تلفات برق، با در نظر گرفتن (4) در U=U NOM قابل مشاهده است:

محاسبات مقایسه ای با استفاده از فرمول های (1) و (5) با در نظر گرفتن مقادیر متوسط ​​مدت زمان استفاده از حداکثر بار در صنعت انجام شد. محاسبات نشان داده است که ترانسفورماتورهای کاهنده به بار بیشتری نسبت به آنچه در عمل دارند نیاز دارند.

در برخی موارد، ممکن است توصیه شود که بخشی از ترانسفورماتورهایی که با بار کلی S H کار می کنند خاموش شود. اجازه دهید بار سودمند اقتصادی S EK,Δ P را در حین کار تعیین کنیم، که در آن حداکثر بار سودآور ترانسفورماتورها حاصل می شود. هنگامی که بار از صفر به S EK,Δ P تغییر می کند، توصیه می شود یک ترانسفورماتور را راه اندازی کنید؛ زمانی که بار بالاتر از SEK,Δ P باشد، کارکردن دو ترانسفورماتور از نظر اقتصادی مفید است. بار S EK,Δ P که در آن توصیه می شود یکی از ترانسفورماتورها را جدا کنید و به دلیل برابری تلفات برق هنگام کار یک و دو ترانسفورماتور با فرمول تعیین می شود:

بار S EK,Δ W به دلیل برابری تلفات برق در حین کارکرد یک و دو ترانسفورماتور، به قیاس با (6) پیشنهاد شده است تا با در نظر گرفتن زمان روشن شدن ترانسفورماتور و شکل نمودار بار الکتریکی با استفاده از فرمول:

شکل مطابق با معادلات (3) و (4)، وابستگی تلفات برق و توان در ترانسفورماتورهای قدرت یک پست دو ترانسفورماتور را به توان بار در باس های فشار ضعیف S H نشان می دهد.

برنج. - تعیین توان اقتصادی ترانسفورماتورها بر اساس معیارها

حداقل تلفات برق و برق: ΔP 1، ΔW 1 - تلفات توان و انرژی هنگام کار با یک ترانسفورماتور. ΔP 2، ΔW 2 - تلفات قدرت و انرژی هنگام کار دو ترانسفورماتور.

تجزیه و تحلیل وابستگی های ΔP(S Н) و ΔW(S Н) تغییر در توان اقتصادی به سمت افزایش آن را با در نظر گرفتن زمان روشن شدن ترانسفورماتور و برنامه واقعی بارهای الکتریکی نشان می دهد. هنگام محاسبه S EC,Δ W مطابق (7)، بازه توان اقتصادی افزایش می یابد. در این حالت زمان کار یک پست با یک ترانسفورماتور با برنامه بارگذاری ناهموار افزایش می یابد. صرفه جویی به دلیل عدم تلفات بدون بار ترانسفورماتور قطع شده حاصل می شود.

تأثیر ولتاژ واقعی U در پایانه های ترانسفورماتور بر تلفات توان و انرژی با فرمول های (3) و (4) منعکس می شود. به منظور کاهش تلفات، توصیه می شود یک حالت ترانسفورماتور تنظیم کنید که در آن ولتاژ سیم پیچ های ولتاژ بالاتر از مقدار نامی تجاوز نکند. کاهش قابل توجه ولتاژ نیز غیرقابل قبول است، زیرا ممکن است الزامات GOST برای انحراف ولتاژ در مصرف کننده را برآورده نکند. کاهش ولتاژ در پست ها همچنین منجر به افزایش تلفات برق در خطوط برق می شود.

لازم به ذکر است که در چرخه عمر یک ترانسفورماتور قدرت، تغییراتی در خواص مغناطیسی فولاد الکتریکی و افزایش تلفات بدون بار ΔP XX مشاهده می شود. هنگام محاسبه تلفات برق در ترانسفورماتورهای قدرت، استفاده از آن توصیه می شود ارزش های واقعیتلفات بدون بار حاصل از اندازه گیری در شرایط عملیاتی. این در درجه اول برای گروه هایی از ترانسفورماتورهای قدرت که در درازمدت کار می کنند صدق می کند. مطالعات اخیر نشان می دهد که برای ترانسفورماتورهای قدرت با عمر مفید بیش از بیست سال، تلفات بی باری ΔP XX.PASP در طول محاسبات باید 1.75٪ برای هر سال کارکرد بیش از 20 سال افزایش یابد:

که در آن TSL طول عمر ترانسفورماتور، سال است.

سپس با در نظر گرفتن (2)، (4)، (5) و (8)، ضریب بار درازمدت بهینه ترانسفورماتور قدرتی که بیش از 20 سال کار می کند باید با فرمول تعیین شود:

بدیهی است که قطع برخی از ترانسفورماتورها به دلایل اقتصادی نباید بر قابلیت اطمینان منبع تغذیه مصرف کنندگان تأثیر بگذارد. برای این منظور ترانسفورماتورهای خارج شده از سرویس باید با دستگاه های انتقال خودکار همراه باشند. توصیه می شود عملیات خاموش و روشن کردن ترانسفورماتورها را خودکار کنید. برای کاهش تعداد سوئیچینگ های عملیاتی، فرکانس ذخیره ترانسفورماتورها نباید از 2-3 بار در روز تجاوز کند. علاوه بر این، بار روی ترانسفورماتورها که با فرمول های (7) و (9) تعیین می شود، نباید از مقادیر مجاز تجاوز کند. بر اساس رابطه بین شاخص‌های کارایی و قابلیت اطمینان، رویکردهای مورد بحث در این مقاله برای پست‌هایی با نوسانات بار فصلی بسیار مرتبط هستند.

مفاد بهینه سازی حالت های عملکرد ترانسفورماتورهای ارائه شده در این مقاله به صورت پیاده سازی شده است نرم افزار. سرویس وب «آنلاین الکتریک» به مدیران شرکت ها و مؤسسات اجازه می دهد تا به سرعت شاخص های فنی و اقتصادی اقدامات را برای بهبود بهره وری انرژی تجهیزات ترانسفورماتور ارزیابی کنند و امکان سنجی آنها را تعیین کنند و حسابرسان انرژی به طور کیفی گذرنامه های انرژی ساختمان ها را تکمیل و توجیه کنند. سازه ها در زمان کوتاه

اجرای اقدامات صرفه جویی در انرژی بر روی تجهیزات ترانسفورماتور با استفاده از منابع آنلاین الکتریک در مقایسه با راه حل کلاسیک چنین مشکلاتی به صورت دستی یا با استفاده از نرم افزار نصب شده بر روی آن دارای مزایای متعددی است. کامپیوترهای شخصی، برای مثال:

1) بدون نیاز به خرید و نصب برنامه های کاربردیروی کامپیوتر؛

2) امکان اتصال به سیستم از هر نقطه در کره زمین وجود دارد.

3) کاربر نیازی به نظارت و به روز رسانی مداوم نسخه های نرم افزار ندارد.

4) گزارش هایی که فرمول های مورد استفاده را ارائه می دهند به شما امکان می دهد قابلیت اطمینان محاسبات را تأیید کنید.

فهرست منابع استفاده شده

1. Kireeva، E.A. کتاب مرجع کامل تجهیزات برق و مهندسی برق (به همراه نمونه محاسبات): انتشارات مرجع / E.A. کیریوا، S.N. شرستنف; ویرایش شده توسط S.N. Sherstneva.- چاپ دوم، چاپ.- M.-: Knorus, 2013.- 864 p.

2. کتابچه راهنمای طراحی شبکه های الکتریکی / ویرایش. دی.ال.فایبیسوویچ. - ویرایش چهارم، بازنگری شده. و اضافی - م.: ENAS، 2012. - 376 ص. : مریض

3. GOST 14209-97. راهنمای بارگیری ترانسفورماتورهای روغن قدرت.- مقدمه. 2002.01.01.- مینسک، 1998.

4. کوروتکوف، A.V. روش‌های ارزیابی و پیش‌بینی بازده انرژی مجتمع‌های الکتریکی شبکه‌های توزیع شهری [ منبع الکترونیکی]: خلاصه. دیس ... می تونم فن آوری علوم: 05.09.03 / Korotkov A.V. دانشگاه ایالتی پلی تکنیک سن پترزبورگ. - الکترون داده های متنی. (1 فایل: 283 کیلوبایت). - سن پترزبورگ، 2013. - Cap. با عنوان صفحه نمایش - نسخه الکترونیکی نشریه چاپی. - دسترسی رایگان از اینترنت (خواندن، چاپ، کپی). - فایل متنی. - Adobe Acrobat Reader 7.0. - .

5. آنلاین الکتریک: محاسبات تعاملی سیستم های منبع تغذیه. - 2008 [منبع الکترونیکی]. دسترسی برای کاربران ثبت نام شده تاریخ به روز رسانی: 1394/02/08. - آدرس اینترنتی: http://www.online-electric.ru (تاریخ دسترسی: 2015/02/08).

معرفی. 5

1.1. پارامترهای حالت ES 6

1.4.2. روش گرادیان. یازده

1.11.1. روش گرافیکی 24

2.2. زیرسیستم های سیستم کنترل خودکار فرآیند. 53

2.3.2. شمارنده ها 56

2.5. ACS TPP. 67

2.6. ASU PES.. 70

2.7. سیستم کنترل فرآیند خودکار پست ها. 70

معرفی

ایکس

Y- بردار پارامترهای حالت؛

U– بردار کنترل

وابستگی های عملکردی Y (X، U)، Z (X، Y، U).

پارامترهای حالت ES

مدل ریاضی رژیم، سیستمی از معادلات جبری غیرخطی، معمولاً معادلات گرهی است.

ماتریس رسانایی گرهی کجاست، ترتیب دارد n;

بردار ولتاژ در گره ها.

بردار توان گرهی;

n- تعداد گره های مستقل

برای حل سیستم باید مشخص کرد پارامترهای مستقل که شامل توان گره و ولتاژ در گره متعادل کننده می باشد. با داشتن این پارامترها می توانید با حل سیستم (1) حالت را (در صورت وجود) بدون ابهام تعیین کنید.

تمام پارامترهای حالت دیگر بر اساس محاسبه به دست آمده اند: ولتاژ در گره های ES - ایالات متحده آمریکا،در امتداد خطوط جریان دارد - P l , Q l ,جریان در شاخه ها - ایل،تلفات - D.P.و غیره نامیده می شوند پارامترهای حالت وابسته .

برخی از پارامترهای مستقل (ظرفیت‌های گرهی) در شرایط عادی تابع توزیع کننده (بار در گره‌ها) نیستند. بقیه (ظرفیت های منبع) باید بهینه شوند. پارامترهای مستقل همچنین شامل نسبت‌های تبدیل اتوترانسفورماتورها برای شبکه‌های ارتباطی با ولتاژهای مختلف (KT) می‌شود که می‌توان با استفاده از یک تغییر دهنده بار روی بار تنظیم کرد.

یک پارامتر مستقل منحصر به فرد ترکیب تجهیزات موجود در کار است که با نمودار مشخص می شود جی.

پارامترهای حالت مستقل، که بهینه سازی آنها باید در طول کنترل نظارتی انجام شود، می تواند به عنوان یک بردار در نظر گرفته شود. X = ( P i , Q i , K T , G, )، جایی که نمایه i منابع را مشخص می کند.

بر اساس قیاس، بردار پارامترهای وابسته تمام پارامترهای دیگر حالت را که به طور منحصر به فرد با مقادیر مجاز ثابت همه پارامترهای مستقل تعیین می شوند، ترکیب می کند:

Y = (U S , P l , Q l , I l , d, DP,… )

برای تعیین Yبرای داده شده است ایکسروش ها و برنامه های مختلفی برای محاسبه حالت های ثابت استفاده می شود.

روش گرادیان

جهت ممکن بر خلاف گرادیان انتخاب می شود:

معادله پایه:

.

اجزای گرادیان از طریق افزایش های محدود یافت می شوند (شکل 1.7):

.

از آنجایی که tgb ¹ tga، این روش دارای خطا در تعیین گرادیان است که به افزایش آرگومان بستگی دارد.

برای کاهش خطا استفاده کنید روش افزایش متمرکز .

روش گرادیان اغلب با انتخاب مرحله بهینه ترکیب می شود. برای انتخاب، از مرحله آزمایشی t 0 استفاده می شود که در پایان آن مختصات X1 و مولفه های گرادیان تعیین می شود. بر اساس مقادیر گرادیان در نقاط X و X1، یک گام نزدیک به بهینه تعیین می شود. الگوریتم روش در شکل 1.8 نشان داده شده است:

1. تقریب اولیه X = X (0);

2. تعریف گرادیان ÑF | ایکس ؛

3. مقایسه |ÑF|< eps;

4. t 0 و تعریف ;

5. تعیین t OPT;

6. تعریف ;

این روش به طور گسترده در برنامه های بهینه سازی حالت استفاده می شود.

روش جستجوی تصادفی

در این روش جهت های ممکن با استفاده از یک مولد اعداد شبه تصادفی با توزیع یکنواخت در محدوده -1،...،1 تعیین می شود.

برای انجام این کار، در نقطه شروع X (0)، یک مکعب با وجه 2×dx (شکل 1.9) در نظر گرفته شده و مقدار تابع F 0 محاسبه می شود. یک نقطه در مکعب به طور تصادفی انتخاب می شود ، که در آن g i یک عدد شبه تصادفی است (-1 £ g i £ 1). در نقطه X (1) مقدار تابع F 1 محاسبه می شود.

اگر F 1< F 0 , то исходная точка Х (0)­­­ переносится в точку Х (1) и процедура повторяется. Если F 1 >F 0، سپس نقطه انتخاب شده X (1) ناموفق در نظر گرفته می شود و به جای آن یافت می شود نکته جدید. دور از حداقل، احتمال سقوط در منطقه جهت های ممکن نزدیک به 50٪ است. با نزدیک شدن به حل، مقدار dx کاهش می یابد.

مزایای روش: سادگی الگوریتم، که نیازی به محاسبه مشتقات ندارد. عیب آن تعداد زیاد تکرار است.

روش بهینه سازی مستقیم

این روشزمانی استفاده می شود G(X)با توابع ساده مانند توابع خطی نشان داده می شود. در این مورد مترناشناخته از nرا می توان به صورت تحلیلی از طریق بقیه بیان کرد k = n - mو این عبارات را جایگزین کنید F(X).سپس می گیریم خصوصیت جدید ,

که حداقل شرط آن خواهد بود کمعادلات:

حل این معادلات به ما امکان می دهد همه چیز را پیدا کنیم کاجزای برداری ج. متغیرهای باقیمانده با جایگزینی در عبارات قبلی یافت می شوند.

بیایید به یک مثال نگاه کنیم:

F(X)= 5 + x 1 2 + x 2 2 ® min;

g(X) = x 1 + x 2 - 2 = 0;

f(c) = f(x 2) = 5 + (2 - x 2) 2 + x 2 2 ® min,

, –2(2 – x 2) + 2x 2 =0, x 2 = 1;

x 1 = 2 - 1 = 1.

روش بهینه سازی مستقیم ساده است، اما فقط برای حل تحلیلی می توان از آن استفاده کرد توابع مشخص شدهنوع نسبتا ساده

ویژگی های بلوک

بیایید یک نمودار ساده از جریان اصلی انرژی در بلوک را در نظر بگیریم

ما معتقدیم که ویژگی های جریان زیر شناخته شده است: B (Q K)، Q t (P)، Q CH (P)، P CH (P). در عین حال، هزینه های ساعتی برای نیازهای شخصی به تولید برق نسبت داده می شود.

هنگام ساخت COP یک بلوک، بین افزایش ویژه در مصرف سوخت، ناخالص و خالص تمایز قائل می شود. .

افزایش ناخالص به تولید کامل نسبت داده می شود

افزایش نسبی مصرف گرما برای نیازهای خود کجاست.

افزایش خالص به تولید مفید نسبت داده می شود

زیرا. ,

افزایش نسبی مصرف برق برای نیازهای خود کجاست.

برای یک محاسبه تقریبی، می توانید نیازهای خود را نادیده بگیرید. سپس: .

به عنوان مثال، شکل 1.24 OCP یک واحد 200 مگاواتی را نشان می دهد.

تنظیم COP در حین کار مستلزم در نظر گرفتن انواع عواملی است که بر کارایی تجهیزات اصلی واحد، تغییرات در شرایط خارجی مانند دمای هوای خارج، دمای آب در گردش، تغییرات در ویژگی های سوخت و غیره تأثیر می گذارد.

قابلیت مانور بلوک

IES در تنظیم فرکانس و جریان های توان در سیستم نقش دارد که گاهی اوقات نیاز دارد تغییر سریعقدرت آنها در این حالت، بین محدوده بار P min £ P £ P max و محدوده تنظیمی که در آن بار می تواند بدون تغییر ترکیب تجهیزات کمکی (تعداد مشعل ها، پمپ های تغذیه و غیره) به طور خودکار تغییر کند، تمایز قائل می شود.

بار به سرعت تخلیه می شود و بار به آرامی با سرعت چند درصد در دقیقه بلند می شود، به خصوص هنگامی که دستگاه پس از بیکار بودن روشن می شود. زمان راه اندازی از حالت سرد با افزایش تدریجی دما در عناصر ساختاری توربین و دیگ، به عنوان مثال، در درام دیگ به میزان 2.5 ... 3.0 درجه سانتیگراد در دقیقه تعیین می شود و می تواند به چندین ساعت برسد. و برای واحدهای قدرتمند بیش از 10 ساعت. به عنوان مثال، نظارت بر وضعیت یک توربین در هنگام راه اندازی با استفاده از ابزارهایی انجام می شود که طول نسبی و جابجایی محوری روتور را ثبت می کنند. تفاوت دما بین بالا و پایین سیلندرها، در عرض فلنج ها، بین فلنج ها و ناودانی ها؛ انحنای شفت و لرزش؛ انبساط حرارتی خطوط بخار و پوشش توربین و غیره

در طول زمان توقف برنامه ریزی شده در ساعات کاهش مصرف، مدت زمان راه اندازی بستگی به زمان خاموشی واحد دارد و تعیین می شود. راه اندازی با اضافی همراه است پرتاب کننده ها مصرف سوخت که همچنین به مدت زمان عدم فعالیت بستگی دارد و به توان نامی واحد که وزن و ابعاد آن را تعیین می کند. هنگام شروع یک بلوک زغال سنگ پودر شده قدرتمند از حالت سرد، آنها می توانند به چند صد تن برسند.

روش گرافیکی

روش گرافیکی زمانی استفاده می شود که HOPهای تمام بلوک های e(P) به صورت نمودار مشخص شده باشند (شکل 1.25). همه HOP ها در یک مقیاس در امتداد محور افزایش ساخته شده اند. سپس مشخصه ایستگاه با جمع کردن توان بلوک ها در مقادیر ثابت افزایش مطابق با شرایط ساخته می شود. .

پس از این، مقدار بار آن بر روی محور قدرت نیروگاه رسم می شود R oو ظرفیت های مربوط به بلوک ها در هنگام انجام تعادل تعیین می شود.

بهینه سازی قابلیت اطمینان

بخش پیشنهادی وانمود نمی‌کند که یک ارائه عمیق از مشکل قابلیت اطمینان است، که یکی از موارد کلیدی در کنترل حالت است و در چارچوب یک رشته خاص مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در اینجا ما تنها رویکردی را برای ارزیابی سطح بهینه قابلیت اطمینان با استفاده از مثال انتخاب ذخیره اضطراری در یک سیستم در نظر می گیریم.

سطح قابلیت اطمینان به عنوان یک مقوله اقتصادی در نظر گرفته می شود، زیرا با هزینه ها مرتبط است زافزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه ها برای مصرف کننده در صورت قطع کامل یا جزئی برق، که به عنوان آسیب تعریف می شود. Uاز کمبود برق (شکل 1.48). سطح بهینه قابلیت اطمینان N opt با حداقل هزینه کل تعیین می شود.

هنگام ارزیابی قابلیت اطمینان، از مواد آماری برای تعیین احتمال عدم کارکرد استفاده می شود q و کارگر پ وضعیت.

q + p = 1.

,

که در آن l نشانگر میزان خرابی است که بر اساس نوع تجهیزات تعیین می شود و با جمع آوری آمار انتخاب می شود.

بیایید نمونه ای از انتخاب یک خط برق تک مدار یا دو مداره برای تامین برق مصرف کننده را در نظر بگیریم:

n = 1: ,

جایی که y 0- آسیب خاص RUR/kWh

T - دوره تسویه حساب.

یک خط برق دو مداره مفید است اگر.

زیرسیستم های سیستم کنترل خودکار فرآیند.

سیستم های کنترل فرآیند به زیر سیستم ها تقسیم می شوند:

1. عنصری;

1) شامل زیرسیستم های پشتیبانی فنی (TS) - تمام وسایل فنی.

2) پشتیبانی اطلاعات (IS) - تمام اطلاعات.

3) نرم افزار؛

4) پشتیبانی سازمانی(OO)، که روش تهیه داده ها، تبادل بین بخش ها، زمان آماده سازی اطلاعات، فرم های اسناد خروجی و غیره را تعیین می کند.

5) پرسنل - برنامه زمانبندی کارکنان، شرح وظایف، سیستم توسعه حرفه ای و غیره.

2. عملکردی:

1) کنترل حالت فعلی (زمان واقعی)؛

2) برنامه ریزی:

· فعلی - برای 1 ساعت، 1 روز، هفته،

· بلند مدت - برای 1 ماه یا بیشتر.

3) لجستیک (MTS) - تجهیزات جدید، قطعات برای تعمیرات، سوخت و غیره؛

4) مدیریت فروش گرما و برق.

6) حسابداری (حقوق و دستمزد).

شمارنده ها

در حال حاضر، مشکل اندازه گیری برق بسیار مهم است. برای این منظور از شمارنده های مختلفی استفاده می شود:

· القایی، برای اتوماسیون آنها با یک دستگاه تولید پالس (UPD) تکمیل می شوند.

· کنتورهای الکترونیکی، بسیار امیدوارکننده، امروزه در مقادیر کافی تولید می شوند.

ABB Alpha - شمارنده چند منظوره ( W P، W Q، P MAX، چهار منطقه تعرفه، کنترل یا خروجی به صورت سیگنال الکتریکی سطح ولتاژ، اجازه ضربه در خاموش شدن، دارای دقت بالا 0,2 % ، حساسیت 1000 [????]، یک مرتبه گرانتر).

عمر مفید 20-30 سال. این مترها اساس ASKUE هستند.

2.3.3. دستگاه های تبدیل اطلاعات

1. ADC انواع مختلفی از تبدیل وجود دارد:

- آشکار شدن،

– با متعادل سازی بیت به بیت.

تحول آشکار:

وقتی U BX > U P شمارنده پالس شروع می شود.

عیب این نوع تبدیل این است که زمان تبدیل به فرکانس سیگنال بستگی دارد.

تعادل بیتی:

این تبدیل به صورت زیر عمل می کند:

با استفاده از مقایسه کننده K از طریق دستگاه کنترل واحد کنترل، فلیپ فلاپ ها یک به یک تنظیم می شوند که از مهم ترین رقم 2 n شروع می شود. اگر در این حالت U OC > U BX باشد، 1 تنظیم مجدد می شود. در غیر این صورت ذخیره می شود. مثلا:

1 × 2 3 = 8, U OC = 8 > U BX = 7.

1 × 2 2 = 4, U OC = 4 > U BX = 7.

U OC = 2 2 × 1 + 2 1 = 6< U BX = 7 .

UOC = UBXکد Þ 0111 .

2. DAC : ,

مدار تقویت کننده عملیاتی

ضبط کننده رویداد

در حال حاضر، اسیلوسکوپ‌های الکترونیکی با ضبط‌کننده‌های رویداد ویژه جایگزین شده‌اند که امکان ضبط تمام فرآیندها (جریان‌ها و ولتاژهای لحظه‌ای) را فراهم می‌کند. من تی، یو تی) در شرایط اضطراری و همچنین در لحظه فعال شدن دستگاه های حفاظت رله و اتوماسیون. این به شما امکان می دهد تصادفات را تجزیه و تحلیل کنید، به طور قابل اعتماد علل را تعیین کنید و به بهبود قابلیت اطمینان کمک می کند. منبع اطلاعات است مبدل های الکترونیکی ED، عملاً بدون اینرسی، امکان ضبط مستقیم منحنی‌ها را بدون اعوجاج آی تیو Ut. تعداد معمول امتیاز در هر دوره 20 است. نمونه هایی از این ضبط کننده ها عبارتند از: RES PRSOFT و NEVA (به شما امکان می دهد تا 90 سیگنال را ضبط کنید، نرم افزار پیشرفته از اهمیت بالایی برخوردار است). NEVA اساس ساخت سیستم های کنترل فرآیند خودکار در پست های سیستم قدرتمند است.

پشتیبانی اطلاعات.

پشتیبانی اطلاعات شامل تمام اطلاعاتی است که در مدیریت استفاده می شود. این اطلاعات به دو دسته کمی و معنایی تقسیم می شوند.

اطلاعات معنایی- اینها انواع مختلفی از اسناد، دستورالعمل ها، قوانین دستگاه و غیره هستند.

اطلاعات کمی- این اطلاعات در مورد پارامترهای سیستم و فرآیند فن آوری است.

منابع اطلاعات تکنولوژیکی UTM هستند. آنها نظرسنجی چرخه ای سنسورها را با نقطه انجام می دهند تی (5 ثانیه، 1 ثانیه). اگر زمان پردازش برای اولین نظرسنجی Dt، سپس تعداد نقاط رای گیری. چرخه نظرسنجی t به سرعت تغییر پارامترها () بستگی دارد.

هر پارامتر اندازه گیری شده y tبه صورت دیجیتالی با یک عدد صحیح کوانتومی نشان داده می شود، جایی که متر- مقیاس کوانتومی

مقیاس کوانتومی با ظرفیت بیت ADC دستگاه TM و پارامترهای اسمی مبدل های اولیه تعیین می شود.

در n=8(8 رقم) حداکثر مقدار Y=256

به عنوان مثال، اگر دستگاه دارای جریان نامی باشد I H = 600 A، آن

A/کوانتومی.

هنگام اندازه گیری ولتاژ: U H = 110 کیلو ولت

.

هنگام اندازه گیری قدرت:

برای U H = 500 کیلو ولت و I H = 2000 A

.

واحدهای اطلاعات بیت و مشتقات آن هستند:

بایت = 8 بیت،

کیلوبایت = 1024 بایت، مگابایت، گیگابایت و غیره

اطلاعات معیاری برای حذف عدم قطعیت ما در مورد یک شی است، بنابراین واحد اندازه گیری میزان کاهش عدم قطعیت را ارزیابی می کند. یک بیت به شما امکان می دهد عدم قطعیت را تا 2 برابر کاهش دهید. هنگام ارائه اطلاعات، یک سیستم کدگذاری با استفاده از ضربات یکنواخت و ناهموار استفاده می شود. یکنواخت راحت تر است، زیرا مسیرها دارای طول ثابت هستند.

یک بایت به شما امکان رمزگذاری را می دهد 2 8 = 256 نمادهای مختلف معمولا به اندازه کافی n = 7. یک عدد اضافی برای اعتبارسنجی سخت افزاری استفاده می شود. این بیت برابری است. محتویات آن (0 یا 1) با زوج تکمیل می شود. مثلا:

برای افزایش قابلیت اطمینان، از موارد زیر استفاده کنید:

1) تقسیم اطلاعات به بلوک ها با تعیین چک جمع و انتقال آنها به نقطه دریافت.

2) چک جمعدر سراسر پیام

برای کاهش میزان اطلاعات ارسالی از طریق خطوط ارتباطی، از طبقه بندی کننده ها استفاده می شود. بر اساس این سیستم، کلیه شرکت ها، اشیاء و محصولات تولیدی آنها با کدهای دیجیتالی نمایش داده می شوند.

هنگام کار با این اطلاعات، که با آرایه هایی از همان نوع داده نشان داده می شود، سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS) به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند که امکان بارگذاری اولیه، به روز رسانی، تصحیح و ذخیره مطمئن داده ها را فراهم می کند.

ACS TPP.

حالت TPP توسط مهندس وظیفه کنترل می شود که به توزیع کننده JSC Energo گزارش می دهد و کار پرسنل عملیاتی واحدها و مکانیسم های فردی S.N را که در اتاق کنترل اصلی یا تابلوهای محلی قرار دارند مدیریت می کند. سیستم اتوماسیون کنترل نیز مطابق با این ساختار ساخته شده است. یک سطح گیاهی (OVK - مجتمع کامپیوتری در سطح کارخانه) و سطوح بلوک های جداگانه (PVK - xxxxxxxxxxxxx VK) وجود دارد. منابع اطلاعاتی حسگرهای پارامترهای تکنولوژیکی (قسمت حرارتی) و الکتریکی و همچنین موقعیت دستگاه هایی با دو حالت پایدار هستند. TM در اینجا به طور کامل استفاده نمی شود. TM فقط برای ارائه اطلاعات به دیسپچر نیروگاه (سیستم برق) استفاده می شود.

هنگام مدیریت IVC می توان از آن استفاده کرد حالت های مختلف:

1) حالت مشاور

در اینجا U عمل کنترل است.

2) ناظر (ناظر)

IVC استفاده می شود:

می تواند تنظیمات کنترل کننده y i و تنظیمات را تغییر دهد. تصمیمات بر اساس تحلیل گرفته می شود.

3) کنترل دیجیتال:

تصمیم گیرنده بر اساس دانش فرآیند تکنولوژیکی، تجربه و اطلاعات تصمیم می گیرد.

IVK فقط بر اساس مدل های ریاضی تصمیم می گیرد. در TPP ها، مدیریت گروه عملکردی اجرا می شود، به عنوان مثال. مدیریت یکپارچهگروهی از اشیاء که عملکردهای مختلفی را انجام می دهند.

دیگ بخار:

- تامین سوخت، جایی که کار تغذیه زغال سنگ خام، آسیاب، تشکیل مخلوط گرد و غبار و هوا و تغذیه آن به مشعل ها هماهنگ می شود.

- تامین آب: پمپ های تغذیه PN، پمپ های تراکم KN، هواگیر، پمپ آب خالص شیمیایی.

- تامین هوا: بخاری هوا، فن های دمنده و غیره

ژنراتور سنکرون:

- سیستم تحریک (EX): ترانسفورماتور، تریستور، خنک کننده تریستور، تنظیم کننده تحریک.

- سیستم خنک کننده ژنراتور:

الف) آب: آماده سازی تقطیر، پمپ ها، سیستم کنترل نشت، دمای ورودی و خروجی، دستگاه خنک کننده آب گرم.

برای کنترل گروه های فردی می توان از ابزارها و برنامه های فنی مختلفی استفاده کرد. به عنوان مثال، برای خنک کردن آب سیم پیچ های استاتور، از سیستم نپتون استفاده می شود که شامل صدها سنسور دما است که در هر میله سیم پیچ نصب شده است. این سنسورها در چرخه های چند ثانیه ای بررسی می شوند و توسط کامپیوتر کنترل می شوند. هنگامی که افزایش دما تشخیص داده می شود، یک سیگنال صوتی تولید می شود.

یک سیستم مشابه برای نظارت بر عملکرد بلبرینگ ها عمل می کند.

وظایف سیستم های کنترل فرآیند خودکار در نیروگاه های حرارتی:

1. جمع آوری اطلاعات در مورد پارامترهای فرآیند فن آوری، بررسی قابلیت اطمینان و قابلیت سرویس دهی سنسورها و اتصالات آنها با رایانه.

2. كنترل پارامترهاي فرايند تكنولوژيكي و سيگنال خروج از محدوده مجاز يا نزديك شدن قاطع به آن.

3. تعیین شاخص های فنی و اقتصادی (TEI) و حفظ بیانیه با چرخه Dt = 15دقیقه، هزینه های خاص در نظر گرفته می شوند، هزینه های S.N. گرما و برق با مجموع برای شیفت، روز تا ماه.

4. کنترل بر بهره وری عملیات واحدهای S.N.

5. ارزیابی عمر سرویس خطوط لوله بخار، لوله های صفحه دیگ بخار و سایر عناصر. اطلاعات دما برای تخمین منبع استفاده می شود.

6. بخش الکتریکی: کنترل بر عملکرد بخش الکتریکی سیستم تحریک، بار بر روی توان فعال و راکتیو ژنراتور.

7. نظارت بر سیستم خنک کننده سیم پیچ، نظارت بر عملکرد بلبرینگ ها.

8. کنترل تخلیه جزئی عایق (با استفاده از سنسورهای دما با نظارت بر سیگنال های فرکانس بالا انجام می شود.

در نیروگاه های حرارتی مختلف، عملکردهای دیگری به ابتکار کارکنان اجرا می شود. به عنوان مثال، در CHPP-3، در بخش الکتریکی، سیستمی برای نظارت بر مونتاژ مدار بلوک توسعه داده شده است.

در سطح کل کارخانه، سیستم کنترل فرآیند خودکار عملکرد تابلو برق و اضطراری در فضای باز را کنترل می‌کند، در حالی که:

1. فرم های سوئیچینگ پردازش می شوند.

2. عمر کلیدها بسته به میزان جریان خاموشی کنترل می شود.

3. توزیع بار بین بلوک ها بهینه شده است.

4. برنامه ریزی تعمیر.

5. حفظ اظهارات TEP برای کارخانه به عنوان یک کل.

6. کنترل بر کار کارگاه های عمومی ایستگاه (تصفیه آب شیمیایی، تامین سوخت و غیره)

امروزه از سیستم های کنترل فرآیند خودکار مختلف استفاده می شود. اولین سیستم‌های IV-500 هنوز در واحدهای 500 مگاواتی (Troitskaya GRES)، یک مجتمع داخلی دو ماشینه مبتنی بر SM در حال کار هستند.

در حال حاضر، تامین کنندگان بسیاری از سیستم های کنترل فرآیند خودکار، از جمله شرکت های خارجی، وجود دارد. امروزه اولویت به تحولات داخلی داده شده است. پیشرفته ترین سیستم ها توسط KOSMOTRONIKA (Surgutskaya GRES، Nizhnevartovskaya GRES، Permskaya GRES) عرضه می شود. این سیستم عملکردهایی را برای نظارت بر راه اندازی واحدها با اتوماسیون برخی عملکردها، عملکردهایی برای بهینه سازی عملکرد مکانیزم های S.N فردی، عملکردهای کنترل محیطی و غیره انجام می دهد. کنترل راه اندازی به شما امکان می دهد زمان راه اندازی را کاهش دهید و در عین حال دمای تنش مجاز را در فلز حفظ کنید.

ACS PES

استفاده شده مداردر مورد نیروگاه ها. منبع اطلاعات UTM است. هیچ ES در میان اشیاء وجود ندارد. UTM ها در ایستگاه های فرعی نصب می شوند. در مهم ترین پست ها دستگاه هایی از نوع گرانیت وجود دارد، در موارد ساده تر - بیشتر دستگاه های ساده. OIC توسط همان نرم افزاری که در ES وجود دارد، سرویس می شود. مشکلات خاص شبکه در اینجا حل می شود:

- تجزیه و تحلیل حالت (ایستا، محاسبه جریان اتصال کوتاه، برنامه ریزی حالت). در عین حال، وضعیت واقعی تجهیزات با در نظر گرفتن منابع سوئیچ ها و با در نظر گرفتن کنترل گرمایش تجهیزات با استفاده از تصویرگرهای حرارتی نظارت می شود.

- مشکلات بهینه سازی حالت برای به حداقل رساندن تلفات در شبکه.

- وظایف نظارت بر قابلیت اطمینان اطلاعات، بررسی پارامترهای قابل پذیرش.

سیستم کنترل فرآیند خودکار پست ها.

آنها آخرین خودکار هستند. چندین روش برای خودکارسازی وجود دارد:

1. در پست های سیستمی که در آن پنل کنترل UTM نصب شده است استفاده می شود و وسایل فنی قدیمی برای اطلاع رسانی به پرسنل باقی مانده است. ابزار اشاره گر در اینجا، با استفاده از تجهیزات ویژه، می توانید به اتوبوس اطلاعات "گوش دهید" و تمام اطلاعات را در رایانه وارد کنید. این مسیر زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرد.

2. برای ایجاد سیستم های کنترل فرآیند خودکار برای پست ها، می توان از ضبط کننده های سیگنال الکتریکی از نوع "Neva" استفاده کرد. اساس ضبط کننده ها واحدی برای ثبت و نظارت بر حالت های عادی و اضطراری و اندازه گیری برق می باشد. این ضبط به شما امکان می دهد از 16 تا 64 سیگنال برای اسیلوگرافی وصل کنید در حالی که 20 نقطه را در هر دوره اسکن می کنید. از 32 تا 96 اندازه گیری شد ارزش های موثراز مبدل های نوع E. از 24 به 288 سیگنال های گسستهاز کنتاکت های بلوک سوئیچ ها، از رله های میانی و خروجی حفاظت رله. از ورودی های گسسته نیز می توان برای اندازه گیری برق به عنوان شمارنده پالس استفاده کرد. این به شما امکان می دهد مترهای الکترونیکی را در صورت مجهز بودن به دستگاه تولید پالس (PDU) با خروجی پالس و القایی متصل کنید. ضبط کننده به کامپیوتر متصل است و اطلاعات را می توان از طریق یک مودم به مرکز کنترل سیستم قدرت انتقال داد. از ابزارهای ویرایش گرافیکی استفاده می شود. وظایف خاص - بررسی تعادل قدرت و انرژی، تعیین شده توسط TEP، یعنی. تلفات فنی و تجاری، هزینه های نگهداری و هزینه انتقال یا تبدیل یک واحد انرژی الکتریکی. وظایف اتوماسیون تنظیم ولتاژ، آمار اضطراری.

معرفی. 5

1. بهینه سازی حالت های سیستم قدرت. 6

1.1. پارامترهای حالت ES 6

1.2. فرمول بندی مسئله بهینه سازی 7

1.3. ویژگی های مسئله برنامه ریزی غیرخطی 8

1.4. روش های بهینه سازی بدون محدودیت 9

1.4.1. روش نزول مختصات. 10

1.4.2. روش گرادیان. یازده

1.4.3. روش جستجوی تصادفی 12

1.4.4. روش چند وجهی تغییر شکل یافته. 13

1.5. بهینه‌سازی تابع محدودیت‌هایی در قالب برابری‌ها است. 13

1.5.1. روش بهینه سازی مستقیم 13

1.5.2. روش گرادیان کاهش یافته. 14

1.5.3. روش لاگرانژ از ضرب کننده های نامشخص. 15

1.6. بهینه سازی تابع محدودیت هایی به شکل نابرابری است. 16

1.7. شرایط توزیع بار بهینه بین واحدهای عملیاتی موازی. 18

1.8. مشخصات تجهیزات اصلی نیروگاه های حرارتی. 20

1.9. ویژگی های بلوک 23

1.10. قابلیت مانور بلوک 24

1.11. روش‌هایی برای توزیع بار بین بلوک‌ها در IES. 24

1.11.1. روش گرافیکی 24

1.11.2. توزیع با استفاده از کامپیوتر 25

1.12. تأثیر خطاها در تعیین e بر فرسودگی سوخت. 26

1.13. شرایط توزیع بهینه در سیستم دارای نیروگاه حرارتی. 27

1.14. شرایط توزیع با در نظر گرفتن بازار عمده فروشی انرژی و ظرفیت فدرال (FOREM). 28

1.15. تعیین افزایش های خاص در تلفات. 29

1.16. اقداماتی برای کاهش تلفات شبکه 31

1.17. توزیع بار در یک سیستم با نیروگاه برق آبی 32

1.18. تعیین مشخصات نیروگاه های برق آبی. 33

1.19. توزیع بار در یک سیستم با نیروگاه برق آبی 35

1.19.1. کاربرد برنامه نویسی پویابرای انتخاب برنامه رهاسازی مخزن برای یک نیروگاه برق آبی. 35

1.20. بهینه سازی توان راکتیو در سیستم 38

1.21. بهینه سازی حالت جامع 38

1.22. انتخاب ترکیب تجهیزات موجود در کار. 40

1.23. کاربرد کامپیوتر برای بهینه سازی 41

1.24. بهینه سازی قابلیت اطمینان 43

1.24.1. انتخاب ذخیره بهینه 43

1.24.2. الگوریتم انتخاب ذخیره 45

1.24.3. تعریف سری های گسسته خروج اضطراری و کاهش بار. 46

1.24.4. سری کاهش بار 47

1.25. بهینه سازی کیفیت برق 47

1.26. معیار کیفیت یکپارچه. 48

1.27. تعیین ولتاژ بهینه برای بار روشنایی. 50

2. سیستم های کنترل خودکار (ACS). 52

2.1. سیستم انرژی به عنوان یک شیء کنترلی 53

2.2. زیرسیستم های سیستم کنترل خودکار فرآیند. 53

2.3. زیرسیستم های پشتیبانی فنی 54

2.3.1. سنسورهای پارامترهای الکتریکی 55

2.3.2. شمارنده ها 56

2.3.3. دستگاه های تبدیل اطلاعات 56

2.3.4. ارتباطات در سیستم های کنترل خودکار و تله مکانیک. 57

2.3.5. ضبط کننده رویداد 60

2.3.6. سیستم های خودکار برای نظارت و حسابداری برق (ASCAE). 61

2.3.7. ابزار نمایش اطلاعات 61

2.3.8. پشتیبانی اطلاعات. 61

2.4. زیر سیستم های نرم افزاری ACS 63

2.5. ACS TPP. 67

2.6. ASU PES.. 70

2.7. سیستم کنترل فرآیند خودکار پست ها. 70

2.8. نظارت بر عملکرد سیستم انرژی پلی اتیلن 71

معرفی

بهره برداری از سیستم های انرژی با هزینه های بالا و اول از همه هزینه سوخت همراه است. ذخایر سوخت های فسیلی روی زمین در حال کاهش است، بنابراین قیمت سوخت افزایش می یابد و مشکل افزایش کارایی فرآیندهای تولید، انتقال و توزیع انرژی حادتر می شود. بازسازی کامل سیستم انرژی یکپارچه روسیه و تقسیم آن به شرکت ها شرایطی را برای توسعه رقابت در زمینه تولید و فروش ایجاد می کند. اما از نظر فنی و مدیریتی، سیستم انرژی یکپارچه باقی می ماند.

مشکلات مدیریت انرژی امروزه به این دلیل است که سرمایه گذاری ها به میزان قابل توجهی کاهش یافته و تجهیزات سرمایه ای فرسوده شده است.

همه اینها مستلزم توسعه بیشتر و بهبود روش های کنترل مدرن با استفاده از روش های ریاضی و رایانه است. یک نمودار کنترل ساده شده در شکل نشان داده شده است. 1.1.

ایکس- بردار تأثیرات خارجی بر روی سیستم؛

Y- بردار پارامترهای حالت؛

Z یک معیار کنترل است که اهداف اصلی عملکرد سیستم انرژی را رسمیت می دهد.

U– بردار کنترل

وابستگی های عملکردی Y (X، U)، Z (X، Y، U).

برنج. 1.1. هدف از کنترل Z®extr.

در اینجا از رایانه به عنوان وسیله ای برای خودکارسازی فعالیت های مدیریت انسانی استفاده می شود. بنابراین، چنین سیستم هایی نامیده می شوند سیستم های خودکارسیستم کنترل (ACS).

معرفی و بهره برداری از سیستم های کنترل خودکار مستلزم سرمایه گذاری های کلان است. این سرمایه‌گذاری‌ها با کاهش هزینه‌های عملیاتی از طریق کاهش مصرف سوخت، افزایش قابلیت اطمینان و بهبود کیفیت انرژی عرضه‌شده، نتیجه می‌دهند.

و اگرچه صرفه جویی نسبی در هزینه های سوخت معمولاً بیش از 1.5 - 2٪ نیست، به طور مطلق نتایج کاملاً ملموسی به دست می دهد.

تأثیر قابل توجهی در سیستم ها از طریق نظارت مداوم بر وضعیت و کاهش میزان تصادفات به دست می آید.

بهینه سازی حالت های سیستم قدرت

مشکل بهینه سازی حالت های سیستم قدرت در طول 30 سال گذشته به طور کامل ایجاد و توسعه یافته است، اگرچه اولین مطالعات نظری در این زمینه در اتحاد جماهیر شوروی خیلی زودتر آغاز شد. حتی پس از آن، اصول توزیع بهینه توان فعال بین واحدها در ایستگاه‌ها و ایستگاه‌های سیستم، بر اساس مقایسه افزایش‌های خاص در مصرف سوخت معادل، ایجاد شد. معیارهایی برای توزیع بهینه توان اکتیو در سیستم های قدرت با در نظر گرفتن تأثیر تلفات توان فعال در شبکه ها و با منابع انرژی محدود ایجاد شد.

قبلاً در مرحله ای که نیاز به در نظر گرفتن تلفات توان فعال در شبکه ها هنگام بهینه سازی حالت تشخیص داده شد، آشکار شد که نه تنها بهینه سازی عملیاتی غیرممکن است، بلکه حتی انجام محاسبات اولیه حالت بهینه سیستم های قدرت بدون نیاز به استفاده كردن فناوری رایانه. در این راستا توجه زیادی به آنالوگ تخصصی شد دستگاه های محاسباتی، که با این حال توسط کامپیوترهای دیجیتال جهانی جایگزین شدند.

در حال حاضر، برای مسائل مختلف بهینه‌سازی حالت، تجربه خاصی در توسعه و مقایسه روش‌ها و همچنین محاسبات عملی در سیستم‌های قدرت الکتریکی انباشته شده است. اغلب، مشکلات بهینه سازی حالت سیستم های قدرت فعال و حالت شبکه الکتریکی حل می شود، یعنی. بهینه سازی برای ولتاژ، توان راکتیو و نسبت تبدیل (U، Q و Kt)، و همچنین مشکل کلی تر بهینه سازی پیچیده رژیم سیستم های قدرت الکتریکی. این مشکلات به سرعت و به طور خودکار حل می شوند، یعنی. در سرعت فرآیند، کنترل حالت‌های سیستم‌ها و شبکه‌های قدرت الکتریکی.

تجربه انباشته شده در حل مسائل بهینه سازی حالت در رایانه نشان می دهد که برای این مسائل موثرترین استفاده از روش گرادیان کاهش یافته هنگام محاسبه حالت پایدار با روش نیوتن است.

مشکلات بهینه سازی حالت

کنترل بهینه حالت‌های عادی در سیستم انرژی برای اطمینان از تامین برق قابل اعتماد مصرف‌کننده در طول دوره زمانی مورد بررسی است. انرژی الکتریکیکیفیت مورد نیاز (یعنی مشروط به محدودیت های مورد نیاز) با کمترین هزینه های عملیاتی ممکن در سیستم.

پیچیدگی استثنایی کنترل حالت بهینه نه تنها توسط بسیار تعیین می شود مقدار زیادعناصر کنترل شده، بلکه با این واقعیت که پارامترهای مختلف قابل تنظیم و تنظیم باید در طول عملیات سیستم در یک منطقه بزرگ بهینه حفظ شوند.

بهینه سازی حالت سیستم های قدرت الکتریکی توسط کلیه مهندسین مرتبط با محاسبات و اجرای عملیعملکرد سیستم الکتریکی این کار توسط طراحان، کارگران خدمات حالت، توزیع کنندگان سیستم قدرت، پرسنل فنی عملیاتی نیروگاه ها و شبکه های برق انجام می شود.

وظیفه بهینه سازی حالت پیچیده تعیین مقادیر بهینه تمام پارامترهای حالت با در نظر گرفتن محدودیت های فنی است. این یک مسئله برنامه ریزی غیرخطی با محدودیت هایی به شکل معادلات حالت پایدار و نابرابری های غیرخطی است. متغیرهای این نوع مسائل پیوسته هستند.

با بهینه سازی حالت پیچیده، موارد زیر تعیین می شود: مقادیر بهینهتوان اکتیو و راکتیو منابع مولد، ماژول‌ها و فازهای ولتاژ در گره‌ها، نسبت‌های تبدیل با در نظر گرفتن محدودیت‌های فنی در مقادیر ماژول‌های ولتاژ گره، زوایای تغییر فاز در انتقال‌های مسافت طولانی، جریان‌ها و جریان‌های توان در خطوط، P و ژنراتورهای کیو و غیره

حالت بهینه باید قابل قبول باشد، یعنی. شرایط اطمینان منبع تغذیه و کیفیت برق و علاوه بر این، مقرون به صرفه ترین حالت در بین حالت های مجاز را برآورده می کند. شرایط قابل اعتماد بودن منبع تغذیه و کیفیت توان هنگام محاسبه حالت های مجاز، محدودیت هایی را در قالب برابری ها و نابرابری ها در پارامترهای کنترل شده مد در نظر می گیرد. مقرون به صرفه ترین حالت یکی از موارد مجاز است که حداقل مصرف سوخت (یا هزینه) معادل کل را در بار مصرف کننده معین در هر لحظه در زمان تضمین می کند، یعنی. برای یک منبع مفید برق معین.

با افزایش انرژی سرمایه گذاری شده در گرمایش، عمق لایه سخت شده افزایش می یابد. با این حال، این الگو فقط تا زمانی که سطح قابل مشاهده ذوب شود معتبر است. با ظهور دهانه ها در ناحیه تحت تابش، اگر عمق لایه سخت شده افزایش یابد، لزوماً با نقض یکنواختی توزیع آن بر روی نقطه درمان است. این پدیده می تواند به عنوان یک عامل محدود کننده هنگام اختصاص یک حالت سخت شدن لیزری عمل کند. به دیگران عامل مهمکه کیفیت پردازش را تعیین می کند، عدم قطعیت در برابری انرژی ارسالی به سطح و انرژی جذب شده توسط این سطح است. از آنجایی که نوموگرام‌های جهانی برای در نظر گرفتن ویژگی‌های جذب سطوح مختلف ساخته نشده‌اند، لازم است که همبستگی بین آزمایش‌های آزمایشگاهی و تابش در شرایط تولید واقعی صرفاً تجربی، بر اساس نتایج سخت‌سازی انتخاب شود. علاوه بر این، سطح این پیوندها نه تنها تحت تأثیر وضعیت فیزیکی و شیمیایی سطح تابش شده است، بلکه همچنین ویژگی های فنیتجهیزات لیزر، خطاهای ابزارهای کنترل و اندازه گیری.

انتخاب انرژی بحرانی تابش لیزر هنگام پردازش با قطرهای مختلفنقاط سخت شدن به شرح زیر انجام می شود. با قطر ثابت نقطه سخت شدن، عملیات حرارتی لیزری پالسی سطح نمونه های مورد مطالعه در انرژی های مختلف تابش لیزر انجام می شود. انرژی که بیش از حد آن منجر به نقض زبری سطح می شود، حیاتی تلقی می شود.

برای دستیابی به نتایج سخت شدن قابل اعتماد، به عنوان یک قاعده، لازم است که حالت های تابش معمولی در رابطه با یک محصول خاص و ویژگی های انرژی یک محصول خاص تنظیم شود. نصب لیزر. ابزاری با همان نوع و اندازه ساخته شده از همان درجه فولاد، اما ساخته شده و تحت عملیات حرارتی گسترده در شرکت های مختلف، ظرفیت جذب متفاوتی دارد. بنابراین، هنگام پردازش با سطح انرژی یکسان، اثر سخت شدن لیزر متفاوت خواهد بود. برای تثبیت ضریب جذب و تسطیح اثرات، لازم است از اچ شیمیایی اولیه سطح یا پوشش دادن آن با لایه نازکی از مقداری ماده استفاده شود. تثبیت جذب نیاز به اتصال حالت های تابش تجویز شده به نصب لیزر مورد استفاده را برطرف نمی کند. همانطور که مشخص است، طراحی تاسیسات تکنولوژیکی به گونه ای است که انرژی تابش با تغییر ولتاژ پمپ کنترل می شود. این وابستگی با کیفیت تراز و وضعیت عناصر نوری تعیین می شود، بنابراین برای نصب های مختلف یکسان نیست. علاوه بر این، با عدم تراز واحد نوری و تجمع نقص در عناصر نوری، انرژی تابش می تواند به شدت کاهش یابد. در نتیجه، پارامتر کنترل یک مقدار تنظیم شده در نصب لیزر (ولتاژ پمپ) نیست، بلکه یک مشخصه است که با استفاده از یک دستگاه اضافی (انرژی تابش) اندازه گیری می شود. با در نظر گرفتن طرح و خطاهای احتمالی در اندازه گیری انرژی، مشخص می شود که دقت ثبت این مقدار در تاسیسات مختلف ممکن است متفاوت باشد. یکی دیگر از دلایل تنظیم حالت های تابش، کنترل ناقص درجه عدم تمرکز نقطه تابش است.

پارامترهای اصلی پردازش لیزری مواد در شکل 4 نشان داده شده است.

هنگام توسعه رژیم های فن آوری برای تقویت فولادها و آلیاژها، ویژگی های زیر تابش لیزر انتخاب شد:

میانگین چگالی توان تابش در هر پالس؛

مدت زمان نبض؛

عدم تمرکز پرتو لیزر، یعنی انتقال سطح تابش شده به فاصله معینی از سطح کانونی لنز سیستم نوری لیزر.

ضریب همپوشانی لکه های سخت شدن لیزر گسسته، یعنی میزان همپوشانی لکه ها در یک ردیف (شکل 5).

این ناحیه که از عملکرد پالس قبلی به دست می آید، در معرض حرارت جدید قرار می گیرد.

در آن قسمت از نقطه ای که دمای گرم کردن مجدد از نقطه AC 1 تجاوز نمی کند، تلطیف سریع ساختار آستنیتی-مارتنزیتی که قبلاً تشکیل شده است با تشکیل بخش های فلزی با افزایش قابلیت اچ و کاهش مقادیر سختی رخ می دهد (شکل 5، b, شکل 6).

انتخاب درجه همپوشانی نقاط تابش برای شرایط مختلف سایش با در نظر گرفتن وابستگی اندازه مناطق سخت شده و نرم شده به ضریب همپوشانی (شکل 7) و همچنین مطابق با مقررات ایجاد شده انجام شد. از تفسیر نظری قانون چارپی. در عین حال، در نظر گرفته شد که افزایش مقاومت در برابر سایش در شرایط اصطکاک مرزی با دستیابی به یک حالت ساختاری غیر یکنواخت در هر دو سطح گسترده و یک نقطه منفرد در طول پردازش لیزری تسهیل می‌شود. با تشکیل یک تسکین در هنگام سایش، که جذب روغن مفاصل را با روانکاری ناقص افزایش می دهد. در مقابل، حداکثر مقاومت سایشی در شرایط اصطکاک بدون روانکاری با بالاترین درجه ممکن استحکام بخشی ماده، همگنی نسبی و پراکندگی اجزای ساختاری لایه تقویت شده مشاهده می شود. در این مورد، سخت شدن لیزر با همپوشانی جزئی نقاط تابش توصیه می شود.

مشخص شده است که برای به دست آوردن اندازه های کافی از مناطق فلز سخت شده، تابش باید با ضرایب همپوشانی بیش از 0.2 انجام شود.

یکنواختی لایه سخت شده در عمق و بهره وری فرآیند تابش لیزر خطی به انتخاب مقدار ضریب همپوشانی بستگی دارد. تجزیه و تحلیل متالوگرافی مناطق تقویت شده با ضرایب همپوشانی مختلف نشان داد که بیشترین یکنواختی لایه در عمق با ضریب همپوشانی نقطه ای 0.4-0.5 به دست می آید.

شکل 8 وابستگی سختی و عمق لایه سخت شده را بر روی فولاد R6M5 تحت تابش با طول پالس t ~1 نشان می دهد. × 10 -3 ثانیه و t imp ~6 × 10-3 ثانیه، که می تواند هنگام انتخاب حالت برای پردازش لیزری ابزار با تنظیمات برای ویژگی های تکنولوژیکی نصب لیزر و ترکیب شیمیایی فولاد تابیده شده استفاده شود.

لازم به ذکر است که یکی از ویژگی های عملکرد جفت های اصطکاکی ناهمواری سایش آنها در امتداد سطح تماس قطعات جفت یا قطعه و ابزار است که ناشی از فشارهای کاری نامناسب و سرعت لغزش، جابجایی های مکرر سطوح تماس نسبت به یکدیگر و اعمال مکرر بار. این منجر به تغییر شکل های پلاستیکی اضافی، شکست خستگی تماس سطوح ناهموار جفت گیری می شود و باعث از دست دادن سریع عملکرد می شود.

در این راستا، پردازش لیزری امیدوارکننده است که با کمک آن ایجاد یک حالت تغییر منظم لایه‌های سطحی محصولات جفت‌گیری به منظور اطمینان از سایش یکنواخت و حداقل در کل سطح تماس بر اساس تعیین تجربی و نظری انجام می‌شود. از الگوهای سایش آن

از نظر فنی، این با پردازش لیزری با تغییر حالت ها در طول فرآیند سخت شدن در امتداد سطح تماس تضمین می شود و به شما امکان می دهد شکل هندسی اصلی را حفظ کنید که عملکرد ابزار را تعیین می کند و ویژگی های عملکرد را بهبود می بخشد.

برای هر قطعه و ابزار خاص، داده‌های مربوط به ضریب همپوشانی نقطه، عدم تمرکز پرتو و چگالی توان تابش در نقشه‌های تکنولوژیکی ثبت می‌شود.

آزمایشات تولید دسته آزمایشی ابزارهای فلزکاری و تجهیزات تکنولوژیکی برای اهداف مختلف عملکردی نشان داده است که سخت شدن لیزر و آلیاژسازی دوام آنها را 2-5 برابر افزایش می دهد و امکان به دست آوردن اثر اقتصادی قابل توجهی را هنگام معرفی فرآیندهای فناوری به تولید می دهد.

1. هدف کار.

2. شرح مختصری از روش مورد مطالعه عملیات حرارتی فولادها و آلیاژها.

3. اصول کلیانتخاب طرح های عملیات حرارتی لیزری برای ابزارها برای اهداف کاربردی مختلف.

4. پارامترهای اساسی برای بهینه سازی حالت های درمان سطح لیزری.

5. نتیجه گیری بر اساس نتایج به دست آمده.

سوالات کنترلی

1. محصولات قبل از عملیات حرارتی لیزری تحت چه پیش تصفیه ای قرار می گیرند؟

2. انتخاب طرح های تابش لیزر برای برش برش، آسیاب انتهایی و قالب های برش را توجیه کنید.

3. چگونه حالت های پردازش لیزری برای ابزارهایی برای اهداف کاربردی مختلف تنظیم می شوند؟

4. پارامترهای اصلی فرآیند عملیات حرارتی لیزری مواد را فهرست کنید.

5. نتایج سخت شدن لیزر چگونه به ضریب همپوشانی لکه های تابیده شده بستگی دارد؟

6. وابستگی سختی مناطق سخت شده را به چگالی توان تابش لیزر توضیح دهید.