Küldje el jó munkáját a tudásbázisba egyszerű. Használja az alábbi űrlapot
Azok a hallgatók, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaik és munkájuk során használják, nagyon hálásak lesznek neked.
Feladva http://www.allbest.ru/
absztrakt ebben a témában:
Az erőművek és az erőművek üzemmódjainak optimalizálásának alapjai
1. Az energiarendszer üzemmódjai optimalizálásának feladatai és kritériumai
Az energiarendszerek és az erőművek rendszerének optimalizálása az elektromos energiarendszerek (EPS) szabályozásának elméletének és módszereinek egyik része. Hivatalos dokumentumok vannak a biztonsági feladatok alábbi sorozatának kezelésére az EPS-ben:
A kapacitás- és energiatermelés tervezett mérlegének elkészítése különféle időszakokra (percről egy évre) és különféle létesítményekre.
A villamos energia, a kapacitás és a tartalékok hosszú távú, rövid távú és azonnali értékesítésének mennyisége és ára meghatározása.
A hálózati tarifák kiszámítása, figyelembe véve a villamosenergia-veszteségeket.
A villamos energia költségeinek meghatározása a terhelési ütemterv zónái és az évszakok szerint.
A hőerőmű (TPP) üzemmódjának meghatározása.
A vízerőmű (HPP) vízkészletének felhasználási módjának meghatározása.
Az erőművek és az energiaellátási zónák általános energia-, gazdasági és költségjellemzőinek felépítése.
A reaktív teljesítmény és feszültség szabályozása.
Teljesítménytartalékok kiválasztása és elhelyezése.
Ezek a feladatok nem azoknak a feladatoknak a teljes listája, amelyekben az EPS mód kiszámításra kerül, hanem csak az üzemmódok optimalizálásának fontosságát mutatják.
Bármely rend feladat gyakorlati megoldásához és szoftver megvalósításához szükséges annak formalizálása, amely öt szakaszból áll.
Matematikai modell összeállítása.
A megoldás módszerének megválasztása.
Megoldás algoritmus kidolgozása.
Információs modellezés.
Szoftver megvalósítása.
Az optimális megoldás megtalálásának problémájának minden állításának meg kell felelnie legalább két követelménynek:
A feladatnak legalább két lehetséges megoldással kell rendelkeznie;
A legjobb megoldás kiválasztásához kritériumot kell megfogalmazni.
A besorolás szempontjából a következő optimalizálási problémák különböztethetők meg: a rendszer működésének irányítása, a rendszer fejlesztésének irányítása és a technológiai folyamatok irányítása.
Matematikai modellezés. Nézzünk röviden a villamosenergia-problémák modellezésének azon rendelkezéseire, amelyek azok megoldására szolgálnak. A modell felépítésekor csak a rendszer legfontosabb jellemzőit kell figyelembe venni. Szükséges továbbá logikai alapú feltevések megfogalmazása, a modell, annak részletességének és megvalósítási módszerének ábrázolására szolgáló űrlap kiválasztása. Az optimalizációs tanulmányokban általában két fő modellt alkalmaznak: analitikus és regressziós.
Az analitikai modellek magukban foglalják az anyag- és az energiamérlegek egyenleteit, a műszaki jellemzők és a rendszer fizikai tulajdonságait és viselkedését leíró egyenletek közötti összefüggéseket a műszaki alapelvek szintjén.
A modellezés során fontos egyértelműen meghatározni a vizsgált rendszer határait. Meghatározzák azokat a korlátokat, amelyek elválasztják a rendszert a külső környezettől. A probléma megoldása során felmerülhet a kérdés a rendszer határainak kibővítéséről. Ez növeli a modell méretét és összetettségét. A mérnöki gyakorlatban arra kell törekedni, hogy a nagy rendszereket viszonylag kis alrendszerekre bontja. Ugyanakkor meg kell bizonyosodni arról, hogy egy ilyen bomlás nem vezet a valós helyzet szükségtelen egyszerűsítéséhez.
Ha meghatározzák a rendszer tulajdonságait és meghatározzák annak határait, akkor az optimalizálási probléma modellezésének következő szakaszában kiválasztják egy kritériumot (objektumfüggvény), amely alapján ki tudja értékelni a rendszer viselkedését és kiválaszthatja a legjobb megoldást. A mérnöki alkalmazások általában gazdasági természetű kritériumokat alkalmaznak. A technológiai tényezők kritériumként is szerepelhetnek: a termelési folyamat időtartama, az elfogyasztott energia mennyisége stb. A helyzetet gyakran bonyolítja az a tény, hogy a probléma megoldásához több egymással ellentmondó kritérium szélsőséges értékeit kell biztosítani. Ebben az esetben többkritériumos problémákról beszélünk.
Az optimalizálási probléma modellezésének következő szakaszában meg kell választani azokat a független és függő változókat, amelyek megfelelően leírják a rendszer működését.
Független változók kiválasztásakor:
Megkülönböztetni a változókat, amelyek értékei meglehetősen széles tartományban változhatnak, és a változókat, amelyek értékei rögzülnek az optimalizálás során;
Jelölje ki azokat a paramétereket, amelyeket a külső és az ellenőrizetlen tényezők befolyásolnak;
A független változókat úgy kell kiválasztani, hogy az összes legfontosabb technikai és gazdasági megoldás tükröződjön a probléma matematikai modelljében.
A független változók hibás választása ál-optimális megoldásokat eredményezhet.
A függő változók esetében létre kell hozni a kommunikációt a független változókkal. A függő változók általában a modell kimeneti paraméterei, amelyeket az objektum működésének eredményére vonatkozó követelmények határozzák meg. Például az üzemanyag-fogyasztás független változó, és az erőmű aktív teljesítménye függ. Összeköttetéseik tükröződnek az erőmű energiajellemzőiben.
Általánosságban az optimalizálási matematikai modell a következőket tartalmazza: a probléma hivatalos leírása; a probléma megoldásának kritériumai; független és függő változók; kommunikációs egyenletek a független és függő változók között; a változókra vonatkozó korlátozások egyenlőségek és egyenlőtlenségek formájában (általában ezeket a rendszerparaméterek változásának felső és alsó határa határozza meg).
A bizonyossági feltételek mellett történő döntéshozatalra egyértelmű (determinisztikus) kapcsolat jellemzi a meghozott döntés és annak kimenetele között. A determinisztikus rendszernek tekinthető, amelyben az elemek pontosan kiszámítható módon kölcsönhatásba lépnek.
A determinisztikus modell a rendszer viselkedését tükrözi a teljes bizonyosság szempontjából a jelenben és a jövőben. Egy ilyen rendszer viselkedése kiszámítható, ha ismertek annak elemei jelenlegi állapota és az egymás között keringő információ átalakulásának törvényei.
Az EES működési feladatainak nagy része csak feltételesen determinisztikusnak tekinthető. A gyakorlatban azonban sokan pontosan ebben a megfogalmazásban oldódnak meg, ezt azzal magyarázza, hogy szükség van egyértelmű megoldásokra az üzemmódok és a komplexitás ellenőrzésére, és néha annak lehetetlenségével, hogy figyelembe vegyék az EPS-k valószínűségi tulajdonságait, amelyek az események és a technológiai folyamatok természetéhez kapcsolódnak.
Az optimalizálási feladat matematikai modellje általános formában a következő komponenseket tartalmazza.
Célfunkció - optimalizálási kritérium
F (X, Y) extr (1)
2. A kommunikációs egyenletek, amelyek meghatározzák a változók közötti kapcsolatot:
Ez a kapcsolat gyakran egy tárgy bizonyos tulajdonságainak, például energiajellemzőknek felel meg. Az X és Y közötti kapcsolat lehet explicit vagy implicit.
3. A kényszeregyenletek megmutatják a független és függő változók és függvények változásának megengedett feltételeit:
Xmin? X? Xmax (3)
Ymin? Y? Ymax (4)
hmin? h "(X, Y)? hmax (5)
Az optimalizálási probléma megfogalmazása után ki kell választani egy optimalizálási módszert és módszereket a korlátozások elszámolására, amelyeket részletezünk.
A teljesítményfeladatokban különféle optimalizálási kritériumokat alkalmaznak: műszaki, gazdasági és kereskedelmi. Egyesületek, energiarendszerek, erőművek és villamosenergia-hálózattal foglalkozó vállalkozások tekinthetők. Ez különféle feladatokhoz és kritériumokhoz vezet az üzemmódok optimalizálásához.
Az erőmű üzemi üzemmódjainak optimalizálásának kritériumai. Az erőműveknél megoldódik az üzemmódban az üzemmódok optimalizálásának feladata, és a leggyakrabban műszaki kritériumokat alkalmaznak, például költségeket vagy az állomás minimális üzemanyag-fogyasztását (vízerőművek esetében minimális hidraulikus erőforrást).
vagy maximális hatékonyságot
Az üzemmódok optimalizálása a munkaeszközök, az aktív Pi és a reaktív Qi erőegységek optimális összetételének megválasztására irányul. A problémát bármilyen perc, egy év közötti időközönként meg lehet oldani. Ezen kritériumok alapján épülnek fel az állomások egyenértékű energiajellemzői.
Az elektromos hálózat üzemmódjainak optimalizálásának kritériuma. Az elektromos hálózat tartalmazhat egy vagy több hálózati vállalkozást. Az elektromos hálózat üzemmódjának optimalizálásakor a kritérium az energia (vagy energia) vesztesége lehet a hálózatban, azaz az aktív teljesítmény minimális vesztesége:
és minimális energiaveszteség
Ezen kritériumok szerint egyenértékű optimális karakterisztikát lehet elérni az energiaveszteségre.
Az elektromos energiarendszer üzemmódjainak optimalizálásának kritériumai.
Az EES-rendszer optimalizálásakor figyelembe kell venni annak technikai és gazdasági jellemzőit: a területi léptéket és a villamosenergia-termelés lehetőségeit. Jelenleg a módok optimalizálása fontos a nagykereskedelmi villamosenergia- és kapacitáspiacon működő szervezetek számára. A nagykereskedelmi piacot a kereskedési rendszer adminisztrátora kezeli, amely a kereskedelem alapján minden időközönként meghatározza a piac árpolitikáját. A nagykereskedelmi piac tárgyai az erőművek, a hálózati vállalkozások és a nagyfogyasztók. Az erőművek (energiaszolgáltatók) által bejelentett árak meghatározzák kapacitásuk és az elektromos energia (áruk) igényét. Ha az árak magasak, akkor a terméknek részben vagy egészben nincs kereslete. A rendszer optimalizálását különféle feladatokban is elvégezhetik az EES minimális árának, a minimális költségeknek vagy a piaci szereplők maximális jólétének kritériumai szerint.
Az üzemmód hatással van a költségekre, és akkor optimális
De ha a minimális villamosenergia-árak kritériumát használja
akkor az energiamérlegek az EPS-ben megváltoznak. A gyakorlatban a (11) kritériumot gyakrabban alkalmazzák.
2. Az erőművek működési módjainak tervezése
Az elektromos energia előállításának, átvitelének és elosztásának működési költsége nemcsak a külső tényezőktől függ, amelyek közül a legfontosabb a csatlakoztatott terhelés jellemzői és értéke, hanem az elektromos rendszer üzemmódjától is, amelyet a vezérlőrendszer befolyásolhat. Van bizonyos kapcsolat a működési költségek 3 és az elektromos rendszer üzemmódjainak ellenőrzése között, amelyet az arány jellemezhet
A 30. alkotóelem tartalmazza az olyan alkotóelemeket, mint az üzemeltető személyzet bérköltsége, az elektromos berendezések megbízhatóságának és hatékonyságának javítását célzó intézkedések összköltsége az energiaátalakító és -átviteli eszközök (gőzgenerátorok, turbinák, generátorok stb.) Hatékonyságának növelése révén. Ezek a költségek szinte függetlenek az elektromos rendszer üzemmódjától, és csökkentésüket az erőművek és a hálózati vállalkozások üzemeltetőinek erőfeszítéseivel érik el.
A második 3 komponens (P) jellemzi az energiaforrások költségeit, és függ az energiarendszer üzemmódjától, a munkabe beépített berendezések összetételétől és terhelésétől. A fő energiahordozók a hőerőművek üzemanyaga és a vízierőművek vízje. A 3 (P) értékét az üzemanyag költsége határozza meg, figyelembe véve annak előállítását és szállítását. Az energiarendszer szabályozási problémájának megoldása az, hogy meghatározzák azokat az ellenőrzési műveleteket, amelyek biztosítják a villamosenergia-előállítás, -átadás és -elosztás minimális teljes költségét. Ez a feladat tehát a 3 (P) energiaforrások költségének minimalizálására csökken. A minimális üzemanyagköltségek viszont csak korlátozott vízkészletek optimális felhasználásával érhetők el.
Az energiaellátó rendszer teljes aktív terhelésének (PH) értékét a villamosenergia-fogyasztók viselkedése határozza meg, és az energiarendszerben a külső hatást jellemző paraméternek tekintik. Figyelembe véve a hálózati elemekben fellépő energiaveszteségeket, minden egyes pillanatban teljesíteni kell az energiamérleg feltételét
ahol PH (t) a fogyasztók teljes terhelése; - az i. forrás aktív teljesítménye t időpontban; - az aktív teljesítmény teljes vesztesége az elektromos rendszerben t időtartamra. A (13) feltétel nem teljesülésekor a frekvencia eltér a névleges értéktől.
A 13. feltételnek teljesülnie kell a névleges frekvencia fenntartása érdekében. Az energiarendszer normál üzemmódjainak optimális vezérlése a rendszer terhelésének források közötti gazdasági megoszlásában, azaz a Pi (t) értékének meghatározásakor, minimális energiaköltségeket biztosítva. Ebben az esetben a rendelkezésre álló Wj vízkészlet-készletet a vízfolyás természetes körülményei (medence területe, csapadék stb.), Valamint a navigáció, az erdei rafting, a hal áthaladásának további feltételei határozzák meg.
Lehetséges az optimális ellenőrzés végrehajtása csak a pillanatnyi PH (t) információ alapján az adott időtartamra vonatkozóan? Ehhez az optimális kritériumon keresztül vesszük figyelembe az EES jelenlegi és későbbi módjai közötti kapcsolatot. Az egyes áramellátó rendszerek teljes terhelésének napi ütemterve (ideértve az energiaveszteséget is) az aktuális évszakban meglehetõsen stabil munka-, munkanap-, ünnep- és ünnepnapok elõtt. Az ilyen grafikon jellegét a 2. ábra mutatja. 1 A napi energiafogyasztási ütemtervet lépésenkénti nézettel közelítjük meg, 1 órás időlépéssel. Az automatizált diszpécser-vezérlő rendszer kifejlesztése az \u003d 1 órásról félórára és akár 15 perces közelítésre vezette az Рн (t) elektromos terhelési ütemtervet.
Ábra. 1 - Az EPS teljes terhelésének grafikonja
A napi maximális Pmax és az éjszakai minimális Pmin közötti különbség inkább az ipari energiafogyasztás és az éghajlati viszonyok arányától függ. A P6 (t) terhelés egy részét az alapvető erőművek fedezik, amelyek a kondenzációs TPP-k, atomerőművek és HPP-k leggazdaságosabb egységeit tartalmazzák az árvíz időszakában, amelynek üzemmódját valamilyen okból előre meghatározottnak tekintik. Például egy CHP-üzemnél az elektromos üzemmód a hőenergia előállításának ütemezésétől függ. Az elektromos terhelési görbe fennmaradó részét csúcsra és csúcsra osztják. A terhelés lefedését a csúcsidőszakban a közepes paraméterekkel rendelkező HES, a csúcsrészben a HES, a közepes nyomású erőművek és a szivattyús tárolóállomások (PSP) végzik. Az állomások hozzárendelését az elektromos terhelés görbe bázisához, félcsúcsához és csúcsához a manőverezőképesség és hatékonyság határozza meg.
Mivel a Pmax és a Pmin közötti különbség kiderül, hogy nagy (néha eléri a Pmax 50% -át), a generáló berendezés összetétele nem lehet állandó napközben. Az erőművek generátorainak be- és kikapcsolásának pillanatai, valamint azok terhelése az energiafogyasztás ütemezésétől függnek, és nem csak a PH (t) jelenlegi értékén múlik. Ezért az optimalizálási probléma szerves jellegű.
Tekintettel arra, hogy a természet ingyen ad vízenergia-forrásokat, a 3 (P) rendszerkomponenst az üzemanyag költségei határozzák meg a T időintervallban a következő formában:
ahol: Bi (t) az i. hőerőmű tüzelőanyag-fogyasztása (idő függvénye), az erőművek száma NT; d: - együttható, figyelembe véve az üzemanyag költségeit, ideértve annak szállítását az i. állomásra.
A feladat a PТi (t) hőerőművek ilyen működési módjának meghatározása a T intervallumon, legalább 3 (P) biztosítása érdekében. Leggyakrabban a T időintervallumot egy napnak (24 óra) tekintik. Ha nem veszi figyelembe az optimalizálási feladat szerves jellegét, akkor egy adott időpont szempontjából mindig előnyös az összes HPP teljes betöltése, ami természetesen csökkenti az üzemanyagköltségeket a TPP-knél. A vízkészletek gyors kimerülése azonban az EPS későbbi egyértelműen nem optimális módjaihoz vezet (a vízerőművek részvétele nélkül). Ezért a (14) funkció minimalizálását figyelembe kell venni, figyelembe véve a forma integrált korlátait
ahol: - a víz áramlása (az idő függvénye) a j-os hidroelektromos állomáson (t órában); Wj - a vízerőmű tervezett vízkészlete (kibocsátása); NG - a vízerőművek száma. Ha az integrált vízáram nagyobb, mint a víztartályba belépő Wj vízmennyiség, akkor ez a megengedett szint alatti szint csökkenéséhez vezet, ha kevesebb, akkor a víz felhalmozódásához és annak kiürítéséhez a hidraulikus turbinák megkerülésével kell járni, ami egyértelműen irracionális (az energiaellátásban az áramtermelés ebben az esetben a TPP-k további tüzelőanyag-elégetése révén érik el.
Az optimalizálási probléma integrális természetét nem csak a hidraulikus erőforrás korlátozásai (15), hanem a generáló berendezés összetételének megválasztásának feltételei is meghatározzák. Ennek oka az a tény, hogy a berendezés optimális összetételét nem csak az energiarendszer terhelésére vonatkozó aktuális információk alapján lehet megtalálni. Ki kell értékelni viselkedését egy ideig T előre. Képzelje el, hogy az üzemanyag-megtakarítás érdekében kívánatos egy adott egység kikapcsolása. Ennek megvalósíthatósága azonban csak a következő kérdés megoldásának figyelembevételével határozható meg. Az egység leállításakor az üzemanyag-megtakarítás meghaladja-e a további üzembe helyezés többletköltségeit, amelyek szükségességét csak a rakomány további viselkedése és a felszerelés további indulásoktól való kopása figyelembe vételével tisztázhatjuk?
A gyakorlatban az energiaellátási rendszer optimalizálásának feladatát két szakaszban oldják meg. Az első szakaszban megtervezik a berendezés összetételét és a vízerőművek töltését a fogyasztói viselkedés előrejelzése alapján. A második szakaszban megoldaják az adott berendezéskészlet gazdasági terheléselosztásának problémáját. Ebben az esetben a Bi \u003d f (Pi) kisülési jellemzői megfelelnek a generáló berendezés (gőzgenerátorok, turbinák, blokkok) kiválasztott összetételének.
Az EES üzemmód optimalizálása tehát az, hogy megtaláljuk a (14) szerinti 3 (P) funkció minimumát (13) és a vízmérleg (15) körülményei között. Az optimalizálási probléma integrált jellege meghatározza a többlépcsős megoldást a PH (t) terhelés előrejelzésével, a hő- és vízierőművek napi PTi (t), PGi (t) üzemmódjának megtervezésével, vagyis az erőművek úgynevezett disztribúciós ütemterveinek megtervezése és ezen ütemtervek azonnali javítása a terhelési előrejelzés hibáinak és a generáló berendezés, valamint az elektromos hálózat összetételében bekövetkező nem tervezett vészhelyzeti változások miatt (áramvezeték leválasztása, (auto) transzformátorok). Az optimalizálási probléma adott megfogalmazása hiányos, mivel nem írja elő az elektromos fogyasztók megbízható és magas színvonalú áramellátásának feltételeit. Ezeket a feltételeket egy sor rezsimek korlátozása formájában határozzák meg egyenlőtlenség formájában.
Felsoroljuk a leggyakoribb üzemmód-korlátozásokat:
Az aktív erőművek eltérőek lehetnek
ezt egyrészt a generátorok túlterhelési képessége, másrészt a hőszigetelés (például gőzgenerátorok égő fáklyainak) működésének stabilitása csökkentett terhelés mellett határozza meg.
A generátorok rendelkezésre álló reaktív teljesítménye általában az aktív teljesítmény terhelésétől függ, de a feladat egyszerűsítésére általában a merev határok adják:
A csomópontok feszültségét szintén elfogadható határokon belül kell beállítani, figyelembe véve a transzformátorok szabályozási képességét:
A felsorolt \u200b\u200bkorlátozásokat gyakran csomópontoknak hívják, mivel a rendszer elektromos áramkörének csomópontjainak paramétereire vonatkoznak. Ezek mellett bizonyos esetekben figyelembe kell venni az elektromos áramkörök távvezetékeinek vagy transzformátorágainak áramára és áramáramára vonatkozó lineáris korlátozásokat
a vezetékek melegítésének és a rendszer stabilitásának fenntartása szempontjából.
A csomópontok és az áramlások feszültségének és az áramvezetékeknek a távvezetékekben vagy azok összesítésében, úgynevezett szakaszokban történő figyelemmel kísérése szükségessé teszi az egyensúlyi állapot egyenleteinek beillesztését az optimalizálás feladatába:
elektromos hálózati állomás vezérlés
ahol: Si a teljes csomóponti teljesítmény, amely egyenlő Si \u003d SГj - SHi-vel; SГj - hőerőművek vagy vízerőművek generált teljes kapacitása; SHi - teljes energiafogyasztás; Yij az elektromos áramkör i és j csomópontjainak kölcsönös vezetőképessége; p - az EPS csomópontjainak száma kiegyensúlyozó erőmű nélkül, a gumiabroncsok feszültségét, amelynek Un + 1 értékét be kell állítani.
A (20) egyenletben a t index elhagyásra került, de figyelembe kell venni, hogy az elektromos üzemmódok minden paramétere időben változik - Uj (t), SHi (t) stb.
A nagy energiaellátású rendszerek optimalizálásának teljes feladata annyira összetett, hogy a számítástechnikai eszközök magas tökéletessége ellenére természetesen egyszerűsíteni kell annyira, hogy a megoldásban ne legyen jelentős hiba. Mindenekelőtt a feladat szakaszokba sorolására vonatkozik:
A berendezés összetételének megválasztása (a nap folyamán előállító berendezés ütemtervének meghatározása);
Az EES üzemmód optimalizálása egy adott berendezés-összetételhez.
A termikus és hidraulikus állomásokat tartalmazó EPS üzemmód optimalizálása viszont a következőkre oszlik:
a vízenergia-rendszerek független tervezése;
a hőerőművek rezsimének önálló tervezése.
Bizonyos esetekben a szükséges optimalizálási pontosság elérése érdekében ez a két folyamat iteratív ciklikus folyamatba van kapcsolva, de ritkán, amikor kettőnél több ilyen ciklust hajtanak végre. A HPP kezdeti ütemezéséhez (például az előző naptól számítva) meghatározzák az optimális TPP üzemmódot. Ezután meghatározzák a vízerőmű üzemmódját és ismét a hőerőmű üzemmódját.
Az integrált korlátozások (15) óta jelentős bonyodalmat jelentenek az optimalizálási problémában, mivel egészét integrálnak kell tekinteni, azaz a minimális teljes költség megtalálásával a tervezési időszakban, leggyakrabban naponta. Ha a napi terhelési ütemet 1 órás lépésekben közelítjük meg, akkor T \u003d 24. Számos energiaellátó rendszerben a fél órás intervallumokat és a T \u003d 48 értéket veszik figyelembe.
Itt kell figyelni a következő fontos körülményre. Ha az EPS-ben nincsenek vízerőművek (a rendszer termikusnak tekinthető, csak TPP-kből áll), akkor az írás funkció (14)
megkapjuk az úgynevezett elválasztható tulajdonságot, amelyre teljesül az „összeg minimuma egyenlő a minimumok összegével” egyenlőség:
Ez azt jelenti, hogy az első óra intervallum optimális módja nem függ a második intervallum módjától stb. Ezért a komplex integrált optimalizálási probléma T (az intervallumok száma) T-re osztódik független egyszerűbb feladatokra, amelyek mindegyikének megvan a saját minimumja.
Miután elvégeztük az EPS mód optimalizálását a T-intervallumok mindegyikére, végül az összes erőmű disztribúciós ütemtervét a 6. ábrán látható módon kapjuk meg. 2.
Ábra. 2 - Az erőmű kiszállítási ütemezése
Az erőművek aktív teljesítményű üzemmódjának megtervezése szorosan kapcsolódik az energiarendszer vezérlőpontjainak feszültségszintjeinek meghatározására. A helyzet az, hogy az egyensúlyhoz vezető P teljesítményveszteségek nagysága nem csak a generált reaktív teljesítménytől függ, hanem az attól is, amely viszont meghatározza a vezetékek feszültségszintjét és aktuális terhelését. A két probléma együttes megoldását az EPS üzemmód átfogó optimalizálásának nevezzük.
Irodalom
1. Az energiarendszer üzemmódjainak optimalizálása: Tankönyv / P.I. Bartholomew, T.A. Panikovskaya. Jekatyerinburg: USTU - UPI, 2008. - 164 p.
2. Makoklyuev B.I. Az energiafogyasztás elemzése és tervezése. - M .: Energoatomizdat, 2008. - 296 p.
3. T.A. Filippova és munkatársai: Az erőművek és az erőművek üzemmódjainak optimalizálása: Tankönyv / T.A. Filippova, Y. M. Sidorkin, A.G. Rusina; - Novosib. állam. tech. un-t - Novosibirsk, 2007. - 356 o.
4. Hierarchikus modellek az elektromos energiarendszerek üzemmódjainak elemzésében és vezérlésében / O.A. Sukhanov, Yu.V. Sharov - M .: MPEI Kiadó, 2007. - 312 p.
5. Lykin A.V. Elektromos rendszerek és hálózatok: Tankönyv. juttatás. - M .: Egyetemi könyv; Logos, 2006. - 254 p.
6. Filippova T.A. Erőművek és villamosenergia-rendszerek energiamódjai: Tankönyv - Novosibirsk: NSTU Kiadó, 2005. - 300 p.
Közzétett az Allbest.ru oldalon
Hasonló dokumentumok
A nemlineáris programozási problémák megoldásának fő módszereinek leírása. Az energiafogyasztás jelenlegi módjának reaktív energiával történő optimalizálásának jellemzői. A hálózat kiszámítása, valamint az optimális energiafogyasztási módok elemzése az ISC-nek nevezett OJSC MMK számára.
a mester munkája, hozzáadva 2010. 03. 09-én
A South Vasyugan OAO Tomskneft kőolajmezőinek különféle elektromos hálózatainak modellezése. Az energiarendszer maximális és minimális terhelésének kiszámítása. Az elektromos energia minősége és annak hatása az elektromos berendezések veszteségeire.
tézis, hozzáadva 2014.25.11
A hálózat névleges feszültségének megválasztása, a kompenzáló eszközök teljesítménye, a felsővezetékek vezetékeinek keresztmetszete, a transzformátorok száma és teljesítménye. Az elektromos hálózat egyenértékű áramkörének, a maximális, a minimális és a vészhelyzeti terhelés módjának kiszámítása.
szakdolgozat, hozzáadva 2015.01.25
A harmonikus rezgések forrásának kiszámítása. Az elektromos áramkör rezonancia módjainak meghatározása. Tranziensek számítása klasszikus módszerrel. Nem szinuszos hatással rendelkező elektromos áramkörök feszültségeinek és áramának egyensúlyi állapotának meghatározása.
szakdolgozat, hozzáadva 2012.11.18
Lineáris elektromos áramkör vizsgálata: a harmonikus rezgések forrásának és a szinuszos hatással rendelkező négy terminálos hálózatának kiszámítása; az áramkör rezonancia módjainak paramétereinek meghatározása; nem szinuszos hatású feszültségek és áramok értékei.
ciklusidő, hozzáadva 2012.8.30
Az energiaellátó rendszerek készülékei és jellemzői. Ipari vállalkozások tápegységei. Az energiarendszerbe történő kombinálás előnyei egy vagy több erőmű külön működésével összehasonlítva. Csatorna vízerőmű vázlata.
bemutató, hozzáadva 2013. augusztus 14-ig
Az elektromos hálózat egyensúlyi állapotának csomópont- és kontúr egyenleteinek kialakítása. A nehezebb üzemmód, az elektromos hálózat módjának kiszámítása a csomóponti és a nemlineáris csomópont-egyenletek alapján, amikor a terhelést kapacitásokba állítják be iteratív módszerekkel.
ciklusidő, 2012.05.21
Az erőművek, hálózatok és működési eszközeik fejlesztésének műszaki és gazdasági indokolása. A hálózat vezetékeinek és alállomásainak áramköre, névleges feszültsége és főbb villamos berendezései. Az üzemmódok és a hálózati paraméterek kiszámítása.
ciklusidő, 2012.06.05
A délkeleti villamos hálózatok általános jellemzői. Egy egyenértékű áramkör felállítása és annak paramétereinek kiszámítása. A megállapított üzemmódok elemzése. A stressz szint javításának lehetőségeinek mérlegelése. Kérdések a gazdasági és a munkavédelemről.
tézis, hozzáadták 2014. július 13-án
Tápvezeték-terhelési modellek. A hosszanti aszimmetria előfordulásának okai az elektromos hálózatokban. Három fázisú vonalkapacitás. Kétvezetékes vonal induktivitása. A négyvezetékes rendszer modellezése. Az áram áramlása a talajban.
A cikk az erőátviteli transzformátorok működési módjainak optimalizálására irányuló intézkedéseket írja le az elektromos energia veszteségek minimalizálása érdekében. Megmutatjuk a tényleges feszültség és az erőátviteli transzformátorok élettartama hatását az energiaveszteségre. Javasoljuk, hogy határozzuk meg az erőátviteli transzformátorok gazdasági teljesítményét, figyelembe véve ezeket a tényezőket, valamint a transzformátor bekapcsolásának idejét az elektromos hálózatban és a terhelési ütemtervet.
Az energiaellátó rendszerek irányításának optimalizálására irányuló feladatokat az első automatizált tervező rendszerek és a számítógépes automatizált vezérlő rendszerek megjelenése óta nagy figyelmet fordítják. A meglévő szoftveres rendszerek lehetővé teszik az egyedi energetikai létesítményekre vonatkozó tervezési döntések valóságának és optimalitásának, valamint a működő energiarendszer egészének megbízhatóságának ellenőrzését konkrét technológiai problémák megoldásával. A szoftvert arra is használják, hogy összehasonlítsák a különféle tervezési, telepítési, optimalizálási és üzemeltetési stratégiákat az elektromos hálózati üzemmód és paraméterek alapján hozott döntések meghozatalakor.
Az elektromos hálózat fő elemei az alállomások és az elektromos vezetékek erőátváltói. Ezeket az elemeket minden elemző vagy szintetikus szoftvertermékben matematikai modelljük reprezentálja. A modellek összessége közül általában két fő típust lehet megkülönböztetni, amelyeket a felvetett problémák megoldására használnak:
1) az energiarendszer (beleértve a transzformátorokat és az elektromos vezetékeket) elektromos áramkörének általánosan elfogadott grafikus modellje;
2) A tervezési sémák speciális modelljei, amelyek az energiarendszer elektromos hálózatát írják le az alkalmazott matematikai módszerek követelményei és a specifikus technológiai problémák szintjén.
A különféle létesítmények energiaellátó rendszereinek energiahatékonyságának növelése érdekében olyan intézkedések végrehajtását kell elvégezni, amelyek gyakran kapcsolódnak a mérnöki számításokhoz. A mérnöki számítások az energiatakarékosság területén fárasztó folyamat. Az ilyen munka összetettségét és magas költségeit figyelembe véve az energiatakarékos intézkedések szükségessége és hasznossága nem mindig nyilvánvaló a vállalkozások, szervezetek és intézmények vezetése számára.
A meghozott döntések nagy részét szigorúan törvények, irányelvek és egyéb szabályozási dokumentumok szabályozzák. Ez lehetővé teszi számos magán- és összetett feladat megoldásainak automatizálását, ideértve a működő energiatranszformátorok energiahatékonyságának javítását is.
A transzformátor alállomásokon általában két áramváltó van telepítve. Az alállomás teljes terhelésétől függően a terheletlen órákban előnyös leválasztani egy transzformátort. Ezt az üzemmódot energiatakarékossági intézkedésnek kell tekinteni, mivel az üzemben maradt transzformátor hatékonysága megközelíti a maximális értéket.
Az S OPT transzformátor optimális terhelése, amely a lehető legnagyobb hatékonyságnak felel meg, a következő képlettel határozható meg:
ahol S NOM a transzformátor névleges teljesítménye, kV ∙ A; ΔP XX - alapjárat veszteség, kW; ΔP KZ - rövidzárlat-veszteség, kW.
A transzformátor optimális terhelésének és névleges teljesítményének a aránya a transzformátor optimális terhelési tényezőjével k Z:
Az (1) és (2) képlet alkalmazásakor a transzformátorok terhelési tényezője meglehetősen alacsony (0,45–0,55 tartományon belül), mivel a transzformátorok terhelés nélküli és rövidzárlati veszteségeinek aránya 3,3 ÷ 5,0 tartományban van. A tervezési gyakorlatban általában a maximális terhelési értékeket használják, amelyek alapján meghatározzák a transzformátorok terhelését. A terhelési tényező sokkal alacsonyabb, mint az optimális érték, ezért a jelenleg működő erőátviteli transzformátorok alacsony terheléssel bírnak, és sokuk nem optimális üzemmódban működik.
A teljesítmény-transzformátor teljesítményveszteségeit a következő képlet határozza meg:
ahol U a tényleges feszültség a transzformátor magasabb feszültségének tekercsének végén, kV; U NOM - a magasabb feszültség tekercsének névleges feszültsége, kV.
A transzformátor áramkimaradása a transzformátor bekapcsolásának idejétől, az elektromos terhelések ütemtervének alakjától és a következő képlet alapján határozható meg:
ahol T YEAR - a transzformátor üzemórájának száma az évben, h; τ a legnagyobb veszteség ideje, amelyet a tényleges terhelési ütemterv vagy a maximális terhelés óráinak referenciaértéke határoz meg, h
A transzformátor minimális energiavesztesége az év során megegyezik a tétlen energia és a rövidzárlat energia veszteségével. A transzformátor terhelése, figyelembe véve a T YEAR, τ elektromos terhelési ütemterv mutatóit, és amely megfelel a minimális villamosenergia-veszteségnek, (4) figyelembevételével található U \u003d U NOM esetén:
Az összehasonlító számításokat az (1) és (5) képlet szerint végezzük, figyelembe véve az iparban a maximális terhelés alkalmazásának időtartamának átlagértékeit. A számítások azt mutatták, hogy a lépcsőzetes transzformátorok nagyobb terhelést igényelnek, mint a gyakorlatban.
Bizonyos esetekben helyénvaló lehet leválasztani a transzformátorok egy részét, amely teljes SN terheléssel működik. Meghatározzuk az S EC, Δ P gazdaságilag előnyös terhelését az üzemeltetés során, amelyen belül a transzformátorok maximális előnyös terhelését érik el. Ha a terhelés nulláról S EC, Δ P értékre változik, akkor javasolt egy transzformátor működtetése, S S feletti terhelés esetén Δ P, két transzformátor működtetése gazdasági szempontból előnyös. Az S EC, Δ P terhelést, amelynél tanácsos lecsatlakoztatni az egyik transzformátort, és az egyenlő teljesítmény veszteségek miatt az egy és a két transzformátor működése közben a következő képlet határozza meg:
Az S EC, Δ W terhelés, az egy és két transzformátor működése közben fellépő energiaveszteségek egyenlősége miatt, javasoljuk, hogy a (6) analógiával meghatározza, figyelembe véve a transzformátor bekapcsolási idejét és az elektromos terhelések ütemtervének formáját a képlet szerint:
Az ábrán a (3) és (4) egyenlet szerint a két transzformátor alállomás teljesítménytranszformátorainak teljesítmény- és villamosenergia-veszteségei függvényei az S N kisfeszültségű buszok terhelhetőségétől.
Ábra. - A transzformátorok gazdasági teljesítményének meghatározása a kritériumok szerint
minimális energia- és energiaveszteség: ΔP 1, ΔW 1 - energia- és energiaveszteségek egy transzformátor működése közben; ΔP 2, ΔW 2 - teljesítmény- és energiavesztés két transzformátor működése közben.
Az ΔP (S Н) és ΔW (S Н) függőségek elemzése megmutatja a gazdasági teljesítmény elmozdulását növekedésének irányába, figyelembe véve a transzformátor bekapcsolásának idejét és az elektromos terhelések tényleges ütemtervét. Az S EC, Δ W kiszámításakor (7) szerint a gazdasági teljesítmény intervalluma növekszik. Ebben az esetben az alállomás időtartama egy transzformátorral növekszik az egyenetlen terhelési ütemterv mellett. A megtakarítást a leválasztott transzformátor üresjárati veszteségeinek hiánya érheti el.
A transzformátor kivezetésein a tényleges U feszültségnek az energia- és energiaveszteségre gyakorolt \u200b\u200bhatását a (3) és (4) képletek tükrözik. A veszteségek csökkentése érdekében tanácsos olyan transzformátor üzemmódot létrehozni, amelyben a magasabb feszültség a tekercseknél nem haladja meg a névleges értéket. A feszültség jelentős csökkentése szintén elfogadhatatlan, mivel nem biztos, hogy GOST-követelményeket támaszt a fogyasztótól való feszültség eltérésére. Az alállomások feszültségcsökkenése az energiavezetékek energiaveszteségének növekedéséhez is vezet.
Meg kell jegyezni, hogy a teljesítménytranszformátor életciklusában változások történnek az elektromos acél mágneses tulajdonságaiban, és növekszik az alapjárati veszteségek ΔP XX. A villamosenergia-transzformátorok villamosenergia-veszteségének kiszámításakor ajánlott az üzemi körülmények között végzett mérések során kapott terhelés nélküli veszteségek tényleges értékeit használni. Ez elsősorban a folyamatos üzemben lévő erőátviteli transzformátorok csoportjaira vonatkozik. A legfrissebb tanulmányok azt mutatják, hogy a húsz évet meghaladó élettartamú transzformátorok esetében a ΔP XX.PASP útlevél alapjáratú veszteségeit a számításokban 1,75% -kal kell növelni minden működési évre 20 év alatt:
ahol a T SL a transzformátor élettartama, évben.
Ezt követően, figyelembe véve a (2), (4), (5) és (8) bekezdést, a 20 évnél hosszabb ideig működő erőátviteli transzformátor optimális hosszú távú terhelési tényezőjét a következő képlet segítségével kell meghatározni:
Nyilvánvaló, hogy egyes transzformátorok gazdasági okokból történő leállítása nem befolyásolhatja a fogyasztók tápellátásának megbízhatóságát. E célból a működésképtelenné vált transzformátorokat automatikus tartalékbemeneti eszközökkel kell kísérni. Célszerű automatizálni a kikapcsolás és a transzformátorok működését. Az üzemi kapcsolások számának csökkentése érdekében a transzformátorok tartalékba történő kimenésének frekvenciája nem haladhatja meg a napi 2-3-szorot. Ezenkívül a (7) és (9) képlettel meghatározott transzformátorok terhelése nem haladhatja meg a megengedett értékeket. A jövedelmezőség és a megbízhatóság mutatói közötti arány alapján az ebben a cikkben megvizsgált megközelítések nagyon relevánsak a szezonális terhelési ingadozásokkal rendelkező alállomások számára.
Az ebben a cikkben a transzformátorok üzemmódjainak optimalizálására vonatkozó rendelkezéseket szoftver formájában valósítják meg. Az Online Electric webszolgáltatás lehetővé teszi a vállalkozások és intézmények vezetõinek, hogy meglehetõsen gyorsan értékeljék a transzformátor berendezések energiahatékonyságát javító intézkedések mûszaki és gazdasági mutatóit, és meghatározzák azok megvalósíthatóságát, az energiaellenõrök pedig rövid idõ alatt minõségi szempontból kiegészítsék és igazolják az épületek és építmények energiaügyi tanúsítványait.
Az energiatakarékossági intézkedések végrehajtása a transzformátor berendezéseknél az Online Electric erőforrásai révén számos előnnyel jár, összehasonlítva az ilyen problémák klasszikus „manuális” megoldásával vagy a személyi számítógépekre telepített szoftverekkel, nevezetesen:
1) nem szükséges alkalmazási programokat vásárolni és telepíteni a számítógépre;
2) csatlakoztatható a rendszerhez bárhol a világon;
3) a felhasználónak nem kell nyomon követnie és folyamatosan frissítenie a szoftververziókat;
4) a használt képletekkel ellátott jelentések lehetővé teszik a számítások pontosságának ellenőrzését.
A felhasznált források felsorolása
1. Kireeva, E.A. Teljes referenciakönyv az elektromos berendezésekről és az elektrotechnikáról (számítási példákkal): referenciapublikáció / E.A. Kireeva, S.N. Sherstnev; az általános szerkesztés alatt SN Sherstneva .- 2. kiadás, törölve. - M.-: Knorus, 2013.- 864 p.
2. Kézikönyv az elektromos hálózatok tervezéséhez / szerk. D.L. Faibisovich. - 4. kiadás, felülvizsgálva. és adjunk hozzá. - M .: ENAS, 2012. - 376 o. : beteg.
3. GOST 14209-97. Útmutató a nagy teljesítményű olaj transzformátorok terheléséhez - Bevezetés. 2002.01.01.- Minszk, 1998.
4. Korotkov, A.V. Módszerek a városi elosztó hálózatok elektromos komplexeinek energiahatékonyságának kiértékelésére és előrejelzésére [elektronikus erőforrás]: szerző. Dis. ... cand. tehn. Tudományok: 09.09.03 / Korotkov A.V .; Szentpétervári Állami Műszaki Egyetem. - Az elektron. szöveges adatok (1 fájl: 283 Kb). - Szentpétervár, 2013. - Zagl. címmel. képernyőn. - A nyomtatott kiadvány elektronikus változata. - Ingyenes hozzáférés az internetről (olvasás, nyomtatás, másolás). - Szöveges fájl. - Adobe Acrobat Reader 7.0. -
5. Online villanyszerelő: Az energiaellátó rendszerek interaktív számítása. - 2008 [elektronikus forrás]. Hozzáférés regisztrált felhasználók számára. Frissítés dátuma: 2015.08.02. - URL: http://www.online-electric.ru (hozzáférés: 2015.08.02.).
Bevezetés. 5
1.1. ES mód paraméterei. 6
1.4.2. Gradiens módszer. 11
1.11.1. Grafikus módszer. 24
2.2. ACS TP alrendszerek. 53
2.3.2. Számlálók. 56
2.5. ACS TP TPP. 67
2.6. ACS PES .. 70
2.7. Alállomások ACS TP. 70
bevezetés
X
Y - üzemmód-paraméterek vektora;
U - kontroll vektor.
Funkcionális függőségek Y (X, U), Z (X, Y, U).
ES mód beállításai
A rendszer matematikai modellje egy nemlineáris algebrai egyenletrendszer, rendszerint csomópont.
ahol a csomóponti vezetőképesség mátrixa van, sorrendje n;
A stresszvektor csomópontokban;
Csomópontkapacitás-vektor;
n - a független csomópontok száma.
A rendszer megoldásához fel kell kérni független paraméterek , amelyek tartalmazzák a kiegyenlítő csomópont csomópont teljesítményét és feszültségét. Ezekkel a paraméterekkel az (1) rendszer megoldásával egyedileg meg lehet határozni az üzemmódot (ha van ilyen).
A számítás alapján kapott üzemmód összes többi paramétere: feszültség az ES csomópontjában - U s a vonalak mentén folyik - P l, Q l, áramok az ágakban - Én lveszteségek - DP stb. hívják függő üzemmód-paraméterek .
A független paraméterek (csomóponti kapacitások) egy része normál körülmények között nem felel meg a diszpécsernek (csomópontokban lévő terhelések). A maradékot (energiaforrásokat) optimalizálni kell. A független paraméterek tartalmazzák a különféle feszültségű hálózatok (K T) kommunikációs autotranszformátorok transzformációs koefficienseit is, amelyeket terhelésgátló kapcsolóval lehet szabályozni.
Egyfajta független paraméter a munka részét képező berendezés összetétele, amelyet egy grafikon jellemez G.
A független üzemmód-paramétereket, amelyek optimalizálását a feladás-ellenőrzés során kell elvégezni, vektornak lehet tekinteni X \u003d (P i, Q i, K T, G)ahol az i index a forrásokat határozza meg.
Analógia útján a függő paraméterek vektorja kombinálja az üzemmód többi paraméterét, amelyeket egyedileg határoznak meg az összes független paraméter rögzített megengedett értékével:
Y \u003d (U S, P l, Q l, I l, d, DP, ...)
Meghatározni Y a megadott Xkülönféle módszereket és programokat használnak a helyhez kötött módok kiszámításához.
Gradiens módszer
A lehetséges irányt a gradienssel szemben választják:
Az alapvető egyenlet:
.
A gradiens komponenseit a véges lépésekben találjuk meg (1.7. Ábra):
.
Mivel tgb ¹ tga, ez a módszer hibát mutat a gradiens meghatározásában, amely az argumentum növekményének értékétől függ.
A hiba csökkentése érdekében központosított növekedési módszer .
A gradiens módszert gyakran kombinálják az optimális lépés megválasztásával. A kiválasztáshoz a t 0 tesztlépést kell használni, amelynek végén meghatározzuk az X1 koordinátákat és a gradiens komponenseket. Az X és X1 pont gradiens értékei alapján meghatározzuk az optimálishoz közeli lépést. A módszer algoritmusát az 1.8 ábra mutatja:
1. A kezdeti közelítés X \u003d X (0);
2. A ÑF gradiens meghatározása X;
3. Összehasonlítás | ÑF |< eps;
4. t 0 és meghatározása 
;
5. a t OPT meghatározása;
6. Meghatározás 
;
A módszert széles körben használják az üzemmód-optimalizáló programokban.
Véletlenszerű keresési módszer
Ebben a módszerben a lehetséges irányokat ál-véletlenszám-generátorral határozzuk meg, egyenletes eloszlással a -1, ..., 1 tartományban.
Ehhez az X (0) kiindulási pontnál egy 2 × dx felületű kocka kerül figyelembevételre (1.9 ábra), és az F 0 függvény értékét vesszük figyelembe. Véletlenszerűen választ egy pontot a kocka 
, ahol g i ál-véletlenszerű szám (-1 £ g i £ 1). Az X (1) ponton figyelembe vesszük az F 1 függvény értékét.
Ha F 1< F 0 , то исходная точка Х (0) переносится в точку Х (1) и процедура повторяется. Если F 1 > F 0, akkor a kiválasztott X (1) pont sikertelennek tekinthető, és ehelyett új pontot talál. A lehetséges irányok körébe való bejutás valószínűsége messze a minimumtól közel 50%. A megoldáshoz közeledve a dx értéke csökken.
A módszer előnyei: egy algoritmus egyszerűsége, amely nem igényli a származékok kiszámítását. Hátránya az iterációk nagy száma.
Közvetlen optimalizálási módszer
Ezt a módszert akkor alkalmazzák, ha G (x) egyszerű funkciókkal, például lineáris. Ebben az esetben m ismeretlen n analitikusan kifejezhető a többi részen keresztül k \u003d n - m és helyettesítse ezeket a kifejezéseket F (X). Aztán kapunk egy új funkciót 
,
amelynek minimális feltételei fennállnak kegyenletek:
Ezen egyenletek megoldása mindent megtalál k a vektor komponensei c. A fennmaradó változókat a korábban talált kifejezések helyettesítik.
Vegyünk egy példát:
F (x) \u003d 5 + x 1 2 + x 2 2 ® perc;
g (X) \u003d x 1 + x 2 - 2 \u003d 0;
f (c) \u003d f (x 2) \u003d 5 + (2 - x 2) 2 + x 2 2 ® perc,
, –2 (2 - x 2) + 2x 2 \u003d 0, x 2 = 1;
x 1 \u003d 2 - 1 \u003d 1.
A közvetlen optimalizálási módszer egyszerű, de felhasználható csak egy viszonylag egyszerű forma analitikusan meghatározott funkcióinak megoldására.
Blokkjellemzők
Vegyünk egy blokkban szereplő fő energiaáramok egyszerűsített diagramját
Úgy véljük, hogy az alábbi áramlási jellemzők ismertek: B (Q K), Q t (P), Q CH (P), P CH (P). Ugyanakkor a saját szükségletek óránkénti költségeit elkülönítik a villamosenergia-termeléshez.
A CVD egység építésekor meg kell különböztetni a bruttó és a nettó üzemanyag-fogyasztás konkrét növekedését 
.
A bruttó növekedést a teljes kibocsátásnak tulajdonítják
ahol a saját igényeknek megfelelő hőfogyasztás relatív növekedése.
A nettó nyereséget a hasznos termelésnek tulajdonítják
óta. 
,
ahol a saját szükségletekhez szükséges energiafogyasztás relatív növekedése.
Egy hozzávetőleges számításhoz nem veszi figyelembe a saját igényeit. majd: 
.
Például az 1.24. Ábra egy 200 MW-os OCP egységet mutat.
Az OCP működés közbeni korrekciója során figyelembe kell venni minden olyan tényezőt, amely befolyásolja az egység fő berendezésének hatékonyságát, a változó külső feltételeket, például a külső levegő hőmérséklete, a keringő víz hőmérséklete, az üzemanyag tulajdonságainak megváltoztatása stb.
Manőverezhető blokk tulajdonságok
Az IES részt vesz a rendszer frekvencia- és energiaáramlásának szabályozásában, ami néha gyors energiájuk megváltoztatását igényli. Ebben az esetben meg kell különböztetni a P min £ P £ P max terhelési tartományt és azt a szabályozási tartományt, amelyben a terhelés automatikusan megváltoztatható a kiegészítő berendezések összetételének megváltoztatása nélkül (az égők száma, az adagoló szivattyúk stb.).
A terhelés gyors és az emelés lassú, néhány százalék percenként, különösen, ha az egységet leállás után bekapcsolják. A hideg állapotból történő indulási időt a turbina és a kazán szerkezeti elemeinek - például a kazándobban - 2,5 ... 3,0 ° C / perc sima hőmérsékleti emelkedése határozza meg, és elérheti több órát, és hatalmas blokkok esetén, több mint 10 órát. Például egy turbina állapotának megfigyelése az üzembe helyezés során olyan eszközökkel történik, amelyek rögzítik a forgórész nyúlását és tengelyirányú eltolódását; hőmérsékleti különbség a hengerek teteje és alja között, a karimák szélessége mentén, a karimák és a csapok között; tengely görbülete és rezgése; gőzvezetékek és turbinaház hőtágulása stb.
A csökkentett fogyasztású órákban tervezett állásidő esetén az indítási idő az egység leállási idejétől függ, és azt határozza meg. A startot további kísérők kísérik hordozórakéták üzemanyag-fogyasztás, amely szintén függ az állásidő időtartamától és az egység névleges teljesítményétől, amely meghatározza annak általános méreteit. Ha egy erős porított széntömb hideg állapotától indul, eléri a több száz tonnát.
Grafikus módszer.
A grafikus módszert akkor alkalmazzák, amikor az összes e (P) blokk OCP-jét grafikon formájában adjuk meg (1.25. Ábra). Az összes OCP ugyanabban a méretarányban van felépítve a növekedési tengely mentén. Ezután az állomás karakterisztikáját úgy állítják össze, hogy a blokkok teljesítményét a körülményektől függően rögzített növekedési értékekkel összeadják 
.
Ezután a terhelési értéket ábrázoljuk a növény OCP teljesítménytengelyén R körül és a blokkok megfelelő teljesítményét meghatározzuk az egyensúly végrehajtásakor.
Megbízhatóság optimalizálása
A javasolt szakasz nem állítja a megbízhatóság problémájának mélyreható bemutatását, amely a rendszerek irányításának egyik kulcsa és egy speciális tudományág keretében vizsgált. Itt csak a megbízhatóság optimális szintjének értékelésére irányuló megközelítést vesszük figyelembe, a rendszer vészhelyzeti tartalékának megválasztására szolgáló példa alapján.
A megbízhatóság szintjét gazdasági kategóriának tekintik, mivel a költségekkel jár. W a megbízhatóság növelése és ugyanakkor a fogyasztók költségeinek csökkentése teljes vagy részleges áramkieséssel, amelyet károsnak kell tekinteni -ban az áramszolgáltatás hiánya miatt (1.48. ábra). Az optimális megbízhatósági szintet a minimális teljes költség határozza meg.
A megbízhatóság felmérésekor statisztikai anyagot használnak a nem működés valószínűségének meghatározására q és a munkavállaló p állam.
q + p \u003d 1.
,
ahol l a meghibásodások mutatója, amelyet a berendezés típusa határoz meg, statisztikai adatok gyűjtésével választják ki.
Vegyük fontolóra egy vagy kétáramú áramkör átviteli vonalának a fogyasztó számára történő energiaellátására való kiválasztását:
n \u003d 1: 
,
ahol 0-on - specifikus kár RUB / kW × h,
T - elszámolási időszak.
A kettős áramkörű távvezeték akkor előnyös, ha.
ACS TP alrendszerek.
Az ICS alrendszerekre oszlik:
1. elemi;
1) magában foglalja a műszaki támogatás alrendszereit (TO) - minden technikai eszközt;
2) információs támogatás (IO) - minden információ;
3) szoftver (szoftver);
4) szervezeti támogatás (GS), amely meghatározza az adatok előkészítésének, az egységek közötti cseréjének, az információ elkészítésének időzítését, a kiadott dokumentumok formáit stb .;
5) személyzet - személyzet, munkaköri leírások, továbbképzési rendszer stb.
2. funkcionális:
1) az aktuális üzemmód vezérlése (REAL TIME);
2) tervezés:
· Jelenlegi - 1 h, 1 nap, hét,
· Leendő - legalább 1 hónapig;
3) anyag- és műszaki ellátás (MTS) - új felszerelések, alkatrészek javításhoz, üzemanyag stb .;
4) hő- és villamosenergia-értékesítés irányítása;
6) számvitel (fizetés).
Számlálók.
Jelenleg a villamosenergia-mérés feladata nagyon releváns. Erre a célra különféle számlálókat használnak:
· Indukció az automatizáláshoz impulzusformáló berendezéssel (UVI) egészül ki;
· Nagyon ígéretes elektronikus fogyasztásmérők már kaphatók elegendő mennyiségben;
· ABB Alpha - multifunkciós mérő ( W P, W Q, P MAX, négy tarifális zóna, vezérlés vagy kiadás feszültségszintű elektromos jel formájában, lehetővé téve a leállást, nagy pontossággal rendelkeznek 0,2 % , érzékenység 1000 [????], nagyságrenddel drágább).
Élettartam 20-30 év. Ezek a mérők képezik az ASKUE alapját.
2.3.3. Információkonvertáló eszközök.
1. ADC Különféle típusú átalakítások léteznek:
- telepítés,
- bitális kiegyensúlyozással.
Telepítési konverzió:
Amikor az U BX\u003e U P elindítja az impulzusszámlálót.
Az ilyen típusú átalakítás hátránya: az átalakítási idő a jel frekvenciájától függ.
Bitálisan kiegyensúlyozó:
Ez az átalakítás a következőképpen működik:
A K összehasonlító segítségével a triggerek UC vezérlőkészülékén keresztül egyenként, a legmagasabb sorrendből 2 n-re állítva 1-re állnak. Ha ebben az esetben U OC\u003e U BX, akkor az 1 alaphelyzetbe áll. Ellenkező esetben menti. Például:
1 × 2 3 \u003d 8, U OC \u003d 8\u003e U BX \u003d 7.
1 × 2 2 \u003d 4, U OC \u003d 4\u003e U BX \u003d 7.
U OC \u003d 2 2 × 1 + 2 1 \u003d 6< U BX = 7 .
U OC \u003d U BX Þ kód 0111 .
2. DAC : ,
Az áramkör az operációs erősítőn.
Eseménynaplók.
Jelenleg az elektronikus oszcilloszkópokat speciális eseményrögzítők váltják fel, amelyek lehetővé teszik az összes folyamat (pillanatnyi áram és feszültség) rögzítését. i t, U t) vészhelyzetben, valamint a REE eszközök működésének pillanatában. Ez lehetővé teszi a balesetek elemzését, az okok megbízható meghatározását és a megbízhatóság növelését. Az információ forrása az elektronikus elektronikus átalakítók, amelyek gyakorlatilag inertiamentesek, lehetővé téve a görbék torzítás nélküli közvetlen felvételét. én t és U t. Egy időszakra a szokásos pontok száma 20. Példák az ilyen regisztrátorokra: PRSOFT és NEVA RES (lehetővé teszi akár 90 jel regisztrálását, a fejlett szoftver nagy jelentőséggel bír). A NEVA alapja az ipari vezérlőrendszerek építéséhez nagy teljesítményű alállomásokon.
Információs támogatás.
Az információs támogatás tartalmazza az összes információt, amelyet a menedzsmentben használnak. Ezt az információt kvantitatív és szemantikai részre osztják.
Szemantikus információk - ezek mindenféle dokumentum, utasítás, eszközszabály, stb.
Mennyiségi információ - Ez a rendszer és a folyamat paramétereiről szól.
A technológiai információk forrásai az UTM. Az érzékelőket ciklusokkal ciklik t (5 s, 1 s). Ha az első felmérés feldolgozási ideje dt, majd a szavazási pontok száma. A t lekérdezési ciklus a paraméterek változásának sebességétől függ ().
Bármely mért paraméter y t digitálisan egy egész szám számmal van ábrázolva, ahol m A kvantum skála.
A kvantum skálát a TM eszköz ADC kapacitása és az elsődleges konverterek névleges paraméterei határozzák meg.
a n \u003d 8 (8 számjegy) maximális érték Y \u003d 256
Például, ha az eszköz névleges árammal rendelkezik I H \u003d 600 Amajd
A / kvantum.
A feszültség mérésekor: U H \u003d 110 kV
.
Teljesítmény mérésekor:
mert U H \u003d 500 kV és I H \u003d 2000 A
.
Az információ mértékegysége bit és származéka:
byte \u003d 8 bit
kbyte \u003d 1024 bájt, MB, GB stb.
Az információ egy objektummal kapcsolatos bizonytalanság kiküszöbölését jelenti, ezért a mértékegység a bizonytalanság csökkentésének mértékét is értékeli. Egy bit kétszer csökkenti a bizonytalanságot. Az információk bemutatásakor az egyenletes és nem egyenletes mozdulatokat kódoló rendszert kell használni. Az egységes azért egyszerűbb a mozdulatok állandó hosszúságúak.
Egy bájt lehetővé teszi a kódolást 2 8 = 256 különböző karakterek. Általában elég n \u003d 7. Egy extra felhasználásra kerül a hardver érvényesítéséhez. Ez egy paritás-bit. Tartalmát (0 vagy 1) egyenletesre egészítik ki. Például:
A használt megbízhatóság növelése:
1) az információk blokkokra történő felosztása az ellenőrző összeg meghatározásával és a fogadási pontra történő továbbításával,
2) a teljes üzenet ellenőrző összege.
Az osztályozók csökkentik a kommunikációs vonalakon továbbított információ mennyiségét. E rendszer szerint minden vállalkozást, tárgyat, gyártási termékeiket digitális kódok képviselik.
Az azonos típusú adatok tömbjeivel reprezentált információkkal való munka során széles körben használnak adatbázis-kezelő rendszereket (DBMS), amelyek lehetővé teszik az adatok kezdeti betöltését, frissítését, frissítését és megbízható tárolását.
ACS TP TPP.
A TPP üzemmódot egy szolgálatban lévő mérnök vezérli, aki jelentést tesz az Energo JSC diszpécserének, és kezeli az S.N. egységeinek és az egyedi mechanizmusok operatív személyzetének működését, amelyek a vezérlőhelyiségben vagy a helyi kapcsolótáblákon találhatók. Ennek a szerkezetnek megfelelően egy vezérlő automatizálási rendszert építenek. Van egy állomás szintű (HVAC - egy állomás széles számítási komplex) és az egyes blokkok szintje (PVC - hhhhhhhhh VK). Információforrások a technológiai paraméterek (termikus rész) és az elektromos érzékelők, valamint a két stabil állapotú eszközök helyzetének érzékelői. A TM itt nincs teljesen felhasználva. A ТМ-t csak az erőmű (energiarendszer) diszpécserének történő információszolgáltatáshoz használják.
A CPI kezelésekor különféle módokban lehet felhasználni:
1) tanácsadó mód
Itt az U a vezérlés.
2) supervisor (supervisor)
CPI kerül felhasználásra:
megváltoztathatja a vezérlő y i beállításait és beállításait. A döntéseket elemzés alapján hozzák meg.
3) digitális vezérlés:
A döntéshozó a technológiai folyamat ismerete, tapasztalata és információ alapján hoz döntést.
A CPI csak a matematikai modellek alapján hoz döntést. Funkcionális csoport menedzsment, azaz különböző funkciókat ellátó objektumcsoport integrált kezelése.
kazán:
- tüzelőanyag-ellátás, ahol összehangolják a nyers szén, a malom ellátását, a poros levegőkeverék kialakítását és az égőkhöz való táplálását;
- vízellátás: PN betápláló szivattyúk, KN kondenzációs szivattyúk, légtelenítő, kémiailag tiszta víz szivattyúi;
- levegőellátás: légfűtés, ventilátorok stb.
Szinkron generátor:
- gerjesztő rendszer (CB): transzformátor, tirisztorok, tirisztor hűtés, gerjesztés szabályozó;
- generátor hűtési rendszer:
a) víz: desztillátum készítés, szivattyúk, szivárgás-szabályozó rendszer, bemeneti és kimeneti hőmérséklet, eszköz fűtött víz hűtésére.
Különböző technikai eszközök és programok használhatók az egyes csoportok vezérlésére. Például az állórész tekercsek vízhűtésére a Neptune rendszert alkalmazzák, amelyben mindegyik tekercselő rúdba beépített hőmérséklet-érzékelők százai vannak. Ezeket az érzékelőket néhány másodperces ciklusban kihallgatják, és egy számítógép vezérlik. Ha túlzott hőmérsékletet észlel, egy hangjelzést ad.
Hasonló rendszer működik a csapágyak működésének vezérlésére.
A TPP-k folyamatvezérlő rendszereinek funkciói:
1. információgyűjtés a folyamat paramétereiről, az érzékelők megbízhatóságának és szervizelhetőségének, valamint a számítógéppel való kapcsolatának ellenőrzése;
2. a folyamat paramétereinek vezérlése és a megengedett területen túli kijárat jelzése vagy az arra való határozott megközelítés;
3. a műszaki és gazdasági mutatók meghatározása (TEC), valamint az állítások ciklikus fenntartása Dt \u003d 15 min, figyelembe veszik az egységköltségeket, az S.N. költségeit hő és villamosenergia összes műszakban, napról hónapra;
4. az egyes egységek gazdaságos működésének ellenőrzése S.N .;
5. a gőzvezetékek, a kazán sziták és egyéb elemek erőforrás-kiértékelése. Az erőforrás becsléséhez hőmérsékleti információkat kell használni;
6. az elektromos részen: a gerjesztő rendszer elektromos részének működésének, a generátor aktív és reaktív teljesítményének terhelése;
7. a tekercsek hűtőrendszerének vezérlése, a csapágyak vezérlése;
8. a szigetelés részleges kisülésének ellenőrzése (hőmérséklet-érzékelőkkel, nagyfrekvenciás jelek figyelésével.
A különféle TPP-kben más funkciókat a személyzet kezdeményezésére hajtanak végre. Például a TPP-3 elektromos részén egy rendszert fejlesztettek ki a blokkáramkör összeállításának vezérlésére.
Üzemi szinten az automatizált folyamatvezérlő rendszer figyeli a kapcsolóberendezések, kapcsolóberendezések és az SN működését:
1. kifejlesztett váltási formák;
2. A megszakítók erőforrását a kioldási áram értékétől függően ellenőrzik;
3. Optimalizált terheléselosztás a blokkok között;
4. javítási tervezés;
5. a TEP utasítások fenntartása az egész állomáson;
6. az üzemi szintű műhelyek működésének ellenőrzése (kémiai vízkezelés, üzemanyag-ellátás stb.)
Manapság az ipari vezérlőrendszerek különböző sémáit használják. Az első, 500 MW-os IV-500 rendszerek (Troitskaya állami kerületi erőmű), egy SM alapú háztartási kétgép-komplexum továbbra is működnek.
Jelenleg számos folyamatvezérlő rendszer-beszállító van, ideértve a külföldi vállalatokat is. Manapság a belföldi fejlesztések részesülnek előnyben. A legfejlettebb rendszereket a COSMOTRONIKA szállítja (Surgut State District Power Station, Nizhnevartovskaya State District Power Station, Permi State District Power Station). A rendszer az egységek indulásának ellenőrzését végzi egyes funkciók automatizálásával, az egyes S.N. mechanizmusok optimális működésének optimalizálásával, a környezeti monitoring funkcióival stb. Az indítás vezérlése csökkenti az indítási időt, miközben megtartja a fém megengedett feszültségi hőmérsékleteit.
ACS PES
Az áramkört az erőművekhez hasonlóan használják. Az információ forrása az UTM. A tárgyak között nincs ES. Az UTM az alállomásokon van telepítve. A legfontosabb alállomásokon - olyan eszközök, mint a GRANITE, az egyszerűeken - egyszerűbb eszközök. Az OIC-t ugyanaz a szoftver szolgálja, mint az ES-t. A hálózat-specifikus feladatok itt oldódnak meg:
- üzemmód elemzése (álló helyzetben, rövidzárlati áramok kiszámítása, üzemmódok tervezése). Ezzel egyidejűleg ellenőrzik a berendezés tényleges állapotát, figyelembe véve a megszakítók erőforrásait, figyelembe véve a berendezés hőmelegítőkkel történő fűtésének ellenőrzését;
- a mód optimalizálása a hálózati veszteségek minimalizálása érdekében;
- az információk megbízhatóságának és az érvényesség paramétereinek ellenőrzésének feladatai.
Alállomások ACS TP.
Automatizálásuk az utolsó. Az automatizálásnak többféle módja van:
1. Olyan rendszerállomásokon használják, ahol az UTM vezérlőkészüléket telepítették, és a régi műszaki berendezéseket a személyzet tájékoztatására hagyták, azaz tárcsák. Itt speciális felszerelés segítségével „hallgathat” le az információs buszon, és az összes információt beviheti a számítógépbe. Ez az út nem széles körben elterjedt.
2. Az alállomások automatizált folyamatirányító rendszerének létrehozásához Neva típusú elektromos jelírók használhatók. A regisztrátorok alapja a normál és vészhelyzeti üzemmódok regisztrációja és vezérlése, valamint az árammérés. Ez a felvevő lehetővé teszi 16–64 jel csatlakoztatását oszcillográfia céljából, amikor periódusonként 20 pontot szkennel. 32 és 96 között mért effektív érték az E típusú átalakítóktól. 24 és 288 közötti különálló jelek a kapcsolók blokk érintkezőiből, a relévédelem közbenső és kimeneti reléiből. A diszkrét bemenetek felhasználhatók az elektromosság impulzusszámlálóként történő rögzítésére. Ez lehetővé teszi az elektronikus mérőkészülékek impulzusos kimenettel és indukcióval történő összekapcsolását, ha azokat impulzusformáló készülék (UVI) kiegészíti. A felvevő számítógéphez van csatlakoztatva, és az információ a modemen keresztül továbbítható az energiarendszer vezérlő központjába. Használt grafikus szerkesztő eszközök. Konkrét feladatokat - az energia és az energia egyensúlyának ellenőrzését - a TEC határozza meg, azaz műszaki és kereskedelmi veszteségek, karbantartási költségek, valamint egy villamos energia egység átvitelének vagy átalakításának költségei. A feszültségszabályozás automatizálásának feladatai, vészhelyzeti statisztikák.
Bevezetés. 5
1. Az energiarendszer üzemmódjainak optimalizálása. 6
1.1. ES mód paraméterei. 6
1.2. Az optimalizálási probléma megfogalmazása. 7
1.3. A nemlineáris programozási probléma jellemzői. 8
1.4. Feltétel nélküli optimalizálási módszerek. 9
1.4.1. Koordináta leszállás módszer. 10
1.4.2. Gradiens módszer. 11
1.4.3. Véletlenszerű keresési módszer. 12
1.4.4. A deformált poliéder módszer. 13
1.5. Optimalizálás korlátozásokkal egyenlőségek formájában. 13
1.5.1. Közvetlen optimalizálási módszer. 13
1.5.2. Csökkent gradiens módszer. 14
1.5.3. A határozatlan Lagrange szorzók módszere. 15
1.6. Az egyenlőtlenségi korlátokon alapuló optimalizálás. 16
1.7. A párhuzamosan futó egységek közötti optimális terheléselosztás feltételei. 18
1.8. A hőerőművek fő berendezéseinek jellemzői. 20
1.9. A blokkok jellemzői. 23
1.10. Manőverezhető blokk tulajdonságok. 24
1.11. A blokkok közötti terheléselosztási módszerek az IES-nél. 24
1.11.1. Grafikus módszer. 24
1.11.2. Számítógépes disztribúció. 25
1.12. A hibák hatása az e meghatározásában az üzemanyag kiégésére. 26
1.13. Hőerőművekkel rendelkező rendszerek optimális eloszlásának feltétele. 27
1.14. Elosztási feltételek, figyelembe véve a szövetségi nagykereskedelmi energia- és kapacitáspiacot (FOREM). 28
1.15. A veszteségek fajlagos növekedésének meghatározása. 29
1.16. Intézkedések a hálózati veszteségek csökkentésére. 31
1.17. Terheléselosztás egy vízerőművi rendszerben. 32
1.18. A vízerőművek jellemzőinek meghatározása. 33
1.19. Terheléselosztás egy vízerőművi rendszerben. 35
1.19.1. A dinamikus programozás használata a vízerőművek tározójának ütemezésének kiválasztására. 35
1.20. Reaktív teljesítmény optimalizálás a rendszerben. 38
1.21. Átfogó üzemmód-optimalizálás. 38
1.22. A műben szereplő berendezések összetételének megválasztása. 40
1.23. Számítógépek használata az optimalizáláshoz. 41
1.24. A megbízhatóság optimalizálása. 43
1.24.1. Az optimális tartalék megválasztása. 43
1.24.2. Tartalék kiválasztási algoritmus. 45
1.24.3. A vészkijárat különálló sorainak meghatározása és a terhelés csökkentése. 46
1.24.4. A terheléscsökkentés sorozata. 47
1.25. Energiaminőség optimalizálása. 47
1.26. Integrált minőségi kritérium. 48
1.27. A világítási terhelés optimális feszültségének meghatározása. 50
2. Automatizált vezérlő rendszerek (ACS). 52
2.1. Az energiarendszer mint a menedzsment tárgya. 53
2.2. ACS TP alrendszerek. 53
2.3. Technikai támogatás alrendszerei. 54
2.3.1. Az elektromos paraméterek érzékelői. 55
2.3.2. Számlálók. 56
2.3.3. Információkonvertáló eszközök. 56
2.3.4. Kommunikáció az ACS és a telemechanika területén. 57
2.3.5. Eseménynaplók. 60
2.3.6. Automatizált rendszerek a villamos energia megfigyelésére és elszámolására (ASKUE). 61
2.3.7. Információmegjelenítő eszközök. 61
2.3.8. Információs támogatás. 61
2.4. ACS szoftver alrendszerek. 63
2.5. ACS TP TPP. 67
2.6. ACS PES .. 70
2.7. Alállomások ACS TP. 70
2.8. A PE energiaellátó rendszer működésének ellenőrzése. 71
bevezetés
Az energiarendszerek üzemeltetése magas költségekkel, és mindenekelőtt az üzemanyag költségekkel jár. A fosszilis tüzelőanyagok készletei a Földön csökkennek, így az üzemanyagárak emelkednek, és az energiatermelés, -átadás és -elosztás hatékonyságának fokozása egyre inkább felmerül. Az oroszországi egységes energiarendszer befejezett átszervezése és annak társaságokra történő felosztása megteremti a feltételeket a verseny fejlődéséhez a termelés és a marketing területén. De technikai és ellenőrzési szempontból az energiarendszer egységes marad.
Az energiagazdálkodás jelenlegi kihívásai azzal kapcsolatosak, hogy jelentősen csökkennek a beruházások és az alapvető berendezések elhasználódtak.
Mindez a modern irányítási módszerek továbbfejlesztését és továbbfejlesztését igényli matematikai módszerekkel és számítógépekkel. Egy egyszerűsített vezérlési sémát mutat az 1. ábra. 1.1.
X - a rendszerre gyakorolt \u200b\u200bkülső hatások vektorja;
Y - üzemmód-paraméterek vektora;
Z - ellenőrzési kritérium, az energiarendszer működésének fő céljainak formalizálása;
U - kontroll vektor.
Funkcionális függőségek Y (X, U), Z (X, Y, U).
Ábra. 1.1. Vezetési cél Z®extr.
A számítógépet itt használják az emberi menedzsment tevékenységek automatizálásának eszközeként. Ezért ezeket a rendszereket automatizált vezérlő rendszereknek (ACS) nevezzük.
Az ACS bevezetése és működtetése nagy beruházást igényel. Ezeket a beruházásokat az üzemanyag-fogyasztás csökkentésével, a megbízhatóság növelésével és a szállított energia minőségének javításával csökkentik a működési költségek.
És bár az üzemanyagköltségek relatív megtakarítása általában nem haladja meg az 1,5–2% -ot, abszolút értékben meglehetősen kézzelfogható eredményeket ad.
Jelentős hatást érhet el a rendszerekben a folyamatos állapotfigyelés és a balesetek arányának csökkentése révén.
Villamosenergia-rendszer optimalizálása
Az energiarendszerek optimalizálásának problémáját az elmúlt 30 évben teljes mértékben kifejlesztették és fejlesztették, bár ezen a téren az első elméleti tanulmányokat jóval korábban kezdték meg a Szovjetunióban. Még akkor is megfogalmazták az aktív kapacitások optimális elosztásának alapelveit az állomások és a rendszer állomásai között, az ekvivalens üzemanyag-fogyasztás konkrét növekedéseinek összehasonlítása alapján. Meghatároztak kritériumokat az energiarendszerek aktív kapacitásának optimális eloszlására, figyelembe véve a hálózatok aktív energiaveszteségét és az energiaforrások korlátozását.
Már abban a szakaszban, amikor felismerték, hogy a rendszer optimalizálása során figyelembe kell venni a hálózatok aktív energiaveszteségét, nyilvánvalóvá vált, hogy nemcsak a működési optimalizálás, hanem a számítógépes technológia használata nélküli energiarendszerek optimális rendszerének előzetes számítása is nyilvánvalóvá vált. Ebben a tekintetben nagy figyelmet fordítottak a speciális analóg számítástechnikai eszközökre, amelyeket azonban az univerzális digitális számítógépek helyettesítettek.
Jelenleg a rendszer optimalizálásának különféle feladataival kapcsolatban bizonyos tapasztalatok halmozódtak fel a módszerek fejlesztésében és összehasonlításában, valamint a villamosenergia-rendszerek gyakorlati számításaiban. A leggyakrabban megoldandó problémák a rendszermód aktív energiaellátással történő optimalizálása és az elektromos hálózat üzemmódja, azaz a feszültség, a reaktív teljesítmény és az átalakulási együtthatók (U, Q és CT) optimalizálása, valamint az elektromos energiarendszerek rendszerének átfogó optimalizálásának általánosabb feladata. Ezeket a feladatokat operatív és automatikus módon oldják meg, azaz a folyamat ütemében a villamosenergia-rendszerek és hálózatok rendszerének irányítása.
A számítógépes optimalizálási mód optimalizálási problémák megoldásában szerzett tapasztalatok azt mutatják, hogy ezekre a problémákra a redukált gradiens módszer a leghatékonyabb az egyensúlyi állapot Newton módszerrel történő kiszámításához.
Mód optimalizálási feladatok
Az energiarendszer normál körülményeinek optimális szabályozása az, hogy a fogyasztónak megbízható villamosenergia-ellátást biztosítson a szükséges minőségű villamos energiával (azaz a szükséges korlátozásokkal) a rendszer minimális lehetséges működési költségeivel a figyelembe vett időszak alatt.
Az üzemmódok optimális vezérlésének kivételes bonyolultságát nemcsak a rendkívül sok vezérelt elem határozza meg, hanem az is, hogy a különféle állítható és testreszabható paramétereket optimálisan kell tartani a rendszer nagy területen történő üzemeltetése során.
A villamosenergia-rendszerek optimalizálását az összes mérnök végzi az elektromos rendszer működésének kiszámításával és gyakorlati megvalósításával kapcsolatban. Ezt a tervezők, a rezsimszolgálatok dolgozói, az energiarendszer diszpécserjei, az erőművek és az elektromos hálózatok üzemeltetési műszaki személyzete végzik.
A rendszer átfogó optimalizálásának feladata az üzemmód összes paraméterének optimális értékeinek meghatározása, figyelembe véve a műszaki korlátozásokat. Ez egy nemlineáris programozási feladat, korlátozásokkal egyensúlyi egyenletek és nemlineáris egyenlőtlenségek formájában. Az ilyen típusú feladatok változói folyamatosak.
Az üzemmód komplex optimalizálása során a generáló források, modulok és feszültség fázisok aktív és reaktív teljesítményének optimális értékeit a csomópontokban, az átalakítási együtthatókat meghatározzuk, figyelembe véve a csomópont feszültség moduljainak értékét, a távolsági átvitel fáziseltolódási szögeit, az áramvonalakat és az áramlást a vonalakban, P és Q generátorok stb.
Az optimális módnak érvényesnek kell lennie, azaz megfelelnek az áramellátás megbízhatóságának és a villamos energia minőségének, továbbá a megengedett üzemmódok közül a leggazdaságosabb feltételeknek. Az áramellátás megbízhatóságának feltételei és az elektromosság minősége az engedélyezett üzemmódok kiszámításakor figyelembe veszik az üzemmód ellenőrzött paramétereinek egyenlőségei és egyenlőtlenségei formájában jelentkező korlátozásokat. A leggazdaságosabb mód az egyik megengedett, amely biztosítja a teljes ekvivalens üzemanyag-fogyasztás (vagy költségek) minimális szintjét egy adott fogyasztói terhelésnél, minden pillanatban, azaz egy adott hasznos villamosenergia-ellátásért.
A fűtésbe fektetett energia növekedésével megnövekszik az edzett réteg mélysége. Ez a mintázat azonban csak a felület látható összeolvadásának pillanatáig érvényes. A kráterek megjelenésekor a besugárzott területen az edzett réteg mélysége, ha növekszik, minden bizonnyal megsérti annak egyenletes eloszlását a kezelési ponton. Ez a jelenség korlátozó tényezőként szolgálhat a lézerkeményedés kijelölésében. Egy másik fontos tényező, amely meghatározza a feldolgozás minőségét, a felületre eljuttatott energia és az ezen felület által abszorbeált energia egyenlőtlenségének bizonytalansága. Mivel nincsenek olyan univerzális nomogramok, amelyek figyelembe veszik a különféle felületek abszorpciós tulajdonságait, empirikusan az edzés eredményei alapján ki kell választani a laboratóriumi kísérlet és a besugárzás közötti korrelációs összefüggéseket a valós termelési körülmények között. Ezen túlmenően ezen kötések szintjét nemcsak a besugárzott felület fizikai és kémiai állapota, hanem a lézerberendezés műszaki tulajdonságai és a műszerek hibái is befolyásolják.
A lézersugárzás kritikus energiájának megválasztását a feldolgozás során az oltási pont különböző átmérőjével az alábbiak szerint végezzük. A keményedési hely rögzített átmérője esetén pulzáló lézer hőkezelést végeznek a vizsgált minták felületén különböző lézer sugárzási energiákkal. Ezt az energiát, amelynek többlete a felület érdességének megsértéséhez vezet, kritikusnak tekintik.
A keményedési eredmények megbízhatóságának elérése érdekében általában meg kell változtatni egy adott termékre jellemző tipikus besugárzási módokat és egy adott lézerrendszer energiajellemzőit. Az azonos típusú és méretű, azonos acélminőségű szerszámok, amelyeket különféle vállalkozásokban gyártanak és térfogati hőkezelésnek vetnek alá, eltérő abszorpciós képességgel rendelkeznek. Ezért, ha egy energiaszinten dolgozunk fel, a lézeres edzés hatása eltérő lesz. Az abszorpciós együttható stabilizálása és a hatások kiegyenlítése érdekében a felületet előzetesen kémiai marással kell bevonni, vagy bármilyen anyag vékony rétegével bevonni. Az abszorpció stabilizálása nem zárja ki annak szükségességét, hogy a hozzárendelt besugárzási módokat hozzákapcsolják a használt lézerrendszerhez. Mint tudod, a technológiai létesítmények berendezése olyan, hogy a sugárzási energiát a szivattyú feszültségének megváltoztatásával lehet szabályozni. Ezt a függőséget az igazítás minősége és az optikai elemek kondicionálása határozza meg, tehát a különböző telepítéseknél nem azonos. Ráadásul, mivel az optikai egység helytelenül van beállítva, és az optikai elemekben felhalmozódnak a hibák, a sugárzási energia hirtelen csökkenhet. Ezért a vezérlőparaméter nem az az érték (szivattyú feszültség), amelyet a lézeregységen állítanak be, hanem egy kiegészítő eszközkel mért jellemző (sugárzási energia). Figyelembe véve a sémát és az energiamérés lehetséges hibáit, nyilvánvalóvá válik, hogy ennek az értéknek a pontossága a különböző létesítményekben rögzíthető pontossággal. Az expozíciós rendszerek kiigazításának másik oka az expozíciós hely defocusálásának mértékének ellenőrzésének hiányossága.
Az anyagok lézeres feldolgozásának fő paramétereit a 4. ábra mutatja.
Az acélok és ötvözetek edzésére szolgáló technológiai rendszerek kidolgozásakor a lézersugárzás alábbi jellemzőit választottuk:
Átlagos sugárzási teljesítmény sűrűség impulzusonként;
Impulzus időtartama;
A lézersugár fókuszpontjának fokozása, azaz a besugárzott felület bizonyos távolságra történő eltolása a lézeroptikai rendszer objektívjének fókuszpontjától;
A diszkrét lézerkeményedés foltok átfedési együtthatója, azaz a foltok átfedésének mértéke egy sorban (5. ábra).
az előző impulzus hatására kapott zóna újból felmelegszik.
A folt azon részén, ahol az újramelegítési hőmérséklet nem haladta meg az AC 1 pontot, a korábban kialakult austenit-martenzites szerkezet gyors edzése megnő, fokozott marathatósággal és csökkent keménységi fémszelvényekkel (5. ábra, b, 6. ábra).
A besugárzási foltok átfedésének mértékét a különböző kopási körülmények között úgy választottuk meg, hogy figyelembe vették az edzett és edzett zónák méretének az átfedési együtthatótól való függését (7. ábra), valamint a Charpy-szabály elméleti értelmezéséből adódó rendelkezésekkel összhangban. Ugyanakkor figyelembe vették, hogy a kopásállóság növekedését a határ-súrlódás körülményei között megkönnyíti az inhomogén szerkezeti állapot elérése mind a kiterjedt felületek, mind az egyetlen folt lézeres megmunkálásakor, ami a kopás során megkönnyebbülés kialakulásával jár, amely növeli a társak olajelnyelését hiányos kenés esetén. Éppen ellenkezőleg, a súrlódás alatt történő kenés nélküli maximális kopásállóságot az anyag lehető legnagyobb keményedési fokával, az edzett réteg szerkezeti alkotóelemeinek relatív egyenletességével és diszperziójával lehet megfigyelni. Ebben az esetben a besugárzási foltok részleges felhordására lézerkeményedés ajánlott.
Megállapítást nyert, hogy ahhoz, hogy elegendő méretű legyen az edzett fém profilja, a besugárzást 0,2-nél nagyobb átfedési tényezőkkel kell elvégezni.
Az edzett réteg mélységének egyenletessége és a lineáris lézeres besugárzási folyamat termelékenysége az átfedési együttható megválasztásától függ. A különböző átfedési együtthatókkal megkeményített területek metallográfiai elemzése azt mutatta, hogy a réteg mélységének legnagyobb egységességét 0,4-0,5 pontfedési együtthatóval érik el.
A 8. ábra a keményített réteg keménységének és mélységének kísérletileg kapott függvényeit mutatja a P6M5 acélon a besugárzás során, t imp ~ 1 impulzus időtartammal. × 10 -3 s és t imp ~ 6 × 10 -3 s, amely felhasználható a szerszám lézeres megmunkálási módjának megválasztásánál, igazítva a lézeres telepítés technológiai jellemzőihez és a besugárzott acél kémiai összetételéhez.
Meg kell jegyezni, hogy a súrlódópárok munkájának egyik jellemzője a kopás egyenetlensége a párosító részek vagy az alkatrész és a szerszám érintkezési felületén, amelyet a munkanyomás és a csúszási sebesség egyenetlensége, az érintkező felületek egymáshoz viszonyított többszörös elmozdulása, a terhelés ismételt alkalmazása okozza. Ez további plasztikus deformációkhoz vezet, amelyek a párosító felületek egyenetlenségeinek érintkezési fáradtság-töréséhez vezetnek, és gyors teljesítményvesztést okoznak.
Ebben a tekintetben ígéretes a lézeres kezelés, amelynek segítségével a konjugált termékek felületi rétegeinek rendszeresen változó állapota létrejön annak biztosítása érdekében, hogy a teljes érintkezési felületen egyenletes és minimális kopást biztosítsanak annak kopási mintáinak kísérleti és elméleti meghatározása alapján.
Technikai szempontból ezt a lézeres feldolgozás biztosítja, az eltérő módokkal történő érintkezés során az érintkezőfelület mentén történő keményedés közben, és lehetővé teszi az eredeti geometriai alak megőrzését, amely meghatározza a szerszám működőképességét, a működési tulajdonságok javítása érdekében.
Az egyes szerszámok és gépi alkatrészek esetében a foltok átfedési együtthatójára, a gerenda fókuszálására és a sugárzási teljesítmény sűrűségére vonatkozó adatokat rögzítik a technológiai térképek.
A fémmegmunkáló szerszámok és a különböző funkcionális célokra szolgáló technológiai berendezések kísérleti tételeinek gyártási tesztei azt mutatták, hogy a lézeres edzés és ötvözet 2-5-szeresével meghosszabbítja tartósságukat, és lehetővé teszi jelentős gazdasági hatást a technológiai folyamatok termelésbe történő bevezetésekor.
1. A munka célja.
2. Az acélok és ötvözetek hőkezelési módszerének rövid leírása.
3. A különféle funkcionális célokra szolgáló szerszámok lézeres hőkezelési sémáinak kiválasztásának általános elvei.
4. A lézerfelületkezelés optimalizálásának fő paraméterei.
5. Következtetések az eredmények alapján.
ELLENŐRZÉSI KÉRDÉSEK.
1. Milyen előkezelésnek vetik alá a termékeket lézer hőkezelés?
2. Indokolja a lézeres besugárzási sémák választását a vágószerszámokhoz, a marókhoz és a szerszámgépekhez.
3. Hogyan változtatható meg a szerszám lézeres feldolgozási módja különféle funkcionális célokra?
4. Sorolja fel az anyagok lézeres hőkezelésének fő paramétereit.
5. Hogyan függnek a lézerkeményedési eredmények a besugárzott foltok átfedési együtthatójától?
6. Magyarázza el az edzett zónák keménységének függését a lézersugárzás teljesítmény sűrűségétől.
