Министерство образования и науки Украины
Приазовский государственный технический университет
Факультет информационных технологий
Кафедра автоматизации энергетических систем и электропривода
Специальность “Системы управления производством и распределением электроэнергии”
по специальности 8.090615 “Системы управления производством и распределением электроэнергии”
на тему: Анализ режимов работы электрических сетей ОАО "ММК им. Ильича" и разработка адаптивной системы управления режимами электропотребления
Студент Трубчанинова Анна Васильевна
Руководитель
Нормоконтроль
Рецензент
Проект рассмотрен на заседании кафедры
и допущен к защите в ГЭК
В.Н. Кравченко
Мариуполь 2006 г
"УТВЕРЖДАЮ"
Зав. кафедрой АЭС и ЭП
_____________ В.Н. Кравченко
ЗАДАНИЕ
на аттестационную работу магистра Трубчанинова Анна Васильевна
1. Тема работы Исследование режимов работы электрических сетей ОАО "ММК им. Ильича" и разработка адаптивной системы управления режимами электропотребления
Тема утверждена приказом по ПГТУ №12-05 от 1 февраля 2006 г.
2. Цель исследования Определение оптимальных режимов работы электрических сетей. Разработка программного обеспечения для расчета оптимальных режимов работы электрических сетей.
3. Исходные данные (характеристика объекта, условий исследования и др.)
Однолинейные схемы замещения электрических сетей. Графики нагрузок подстанций.
4. Основные задачи исследования:
Определить диапазон изменения параметров электрических сетей и нагрузок в рабочих и типовых аварийных режимах.
Исследовать и выбрать наиболее эффективные методы оптимизации режимов сетей.
5. Срок представления работы к защите - 1 июня 2006 г.
6. Дата выдачи задания - 1 сентября 2005 г.
Научный руководитель _______________________
Задание принял к выполнению _________________
Календарный план
| №п/п | Название этапа работы | Срок выполнения этапа | Примечание |
| 1. | Получение задания на дипломную работу. | 02.10.2005 | |
| 2. | Обзор технической литературы по теме работы. | 30.10.2005 | |
| 3. | Изучение и описание системы электроснабжения ММК им. Ильича | 30.11.2005 | |
| 4. | Исследование режимов работы системы электроснабжения ММК им. Ильича | 15.01.2006 | |
| 5. | Разработка программного обеспечения для решения задачи оптимизации режимов электроснабжения | 15.02.2006 | |
| 6. | Составление полной схемы замещения системы электроснабжения ММК им. Ильича | 10.03.2006 | |
| 7. | Расчет и оптимизация режимов электроснабжения ММК им. Ильича | 20.03.2006 | |
| 8. | Разработка структурной схемы автоматизированной системы оптимального управления режимами электроснабжения ММК им. Ильича | 1.04.2003 | |
| 9. | Выбор элементной базы для реализации автоматизированной системы оптимального управления | 15.04.2006 | |
| 10. | Написание пояснительной записки. Создание слайдов для доклада | 25.04.2006 | |
| 11. | Предварительная защита | 28.05.2006 | |
| 12. | Коррекция работы по результатам предзащиты | 01.06.2006 | |
| 13. | Окончательное оформление пояснительной записки и слайдов. | 12.06.2006 | |
| 14. | Защита дипломной работы | 19.06.2006 |
Студент _____________________________
Руководитель проекта _________________
Реферат
Пояснительная записка: 96 страниц, 25 рисунков, 21 таблица, 3 приложения, 14 источников.
Объект исследования: электрическая сеть ОАО ММК им. Ильича
Рассмотрены вопросы оптимизации текущего режима электропотребления по реактивной мощности и разработки адаптивной системы управления режимами электропотребления.
Разработано программное обеспечение по определению оптимальных режимов работы электрических сетей.
Предложена система автоматизации процесса распределения реактивной мощности, реализованная на оборудовании фирмы Allen-Bradley.
Разработанная система автоматизации производит сбор необходимых параметров, рассчитывает текущий режим, определяет оптимальные мощности компенсирующих устройств и передает управляющие воздействия на устройства, регулирующие мощности компенсирующих устройств.
ОПТИМИЗАЦИЯ, ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕ, РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, ПОТЕРИ МОЩНОСТИ, АВТОМАТИЗАЦИЯ
Abstract
Explanatory note: 96 page, 25 drawings, 21 tables, 3 exhibits, 14 sources.
Object of research: electric network OAO MMK im. Iliicha
Considereded questions of optimization current mode electroconsumptions on reactive power and development adaptive managerial system by modes of electroconsumption.
Designeded software on determination of optimum states of working electric networks.
Offereded system to automation of process of distribution reactive power marketed on equipping the company Allen-Bradley.
Designeded system to automations produces the collection of necessary parameters, calculates the current mode, defines the optimum power compensating device and will send (pass) controlling influences on device, regulative power compensating device.
OPTIMIZATION, ELECTROCONSUMPTION, REACTIVE POWER, ACTIVE POWER, LOSS a POWER, AUTOMATION
Содержание
Введение........................................................................................................... 9
1 Исследование методов оптимизации. 17
1.1 Основные понятия и определения оптимизации. 17
1.3 Методы решения оптимизационных задач. 19
1.3.1 Общая характеристика методов решения задач нелинейного программирования19
1.4.1.3 Описание алгоритма метода. 24
1.4.3 Методы случайного поиска. 27
1.4.4 Метод покоординатного спуска. 29
1.5.1 Градиентный метод с постоянным шагом. 31
1.5.2 Метод скорейшего спуска. 32
1.5.3 Метод проектирования градиента. 35
1.6 Метод штрафных функций. 38
1.7 Методы полиномиальной аппроксимации. 39
1.7.1 Квадратичная аппроксимация. 40
1.7.2 Кубическая интерполяция. 43
1.7.3 Квадратичные функции. 46
1.9 Метод неопределенных множителей Лагранжа. 54
1.10 Выбор метода оптимизации. 56
2 Разработка метода оптимизации по реактивной мощности. 58
3 Разработка программного обеспечения метода оптимизации. 66
4. Разработка адаптивной системы управления режимами электропотребления73
4.1 Функции автоматизированной системы.. 73
4.2 Описание работы системы.. 73
4.2.1 Ввод системы в работу. 73
4.2.2 Работа системы в нормальном режиме. 74
4.2.3 Работа системы в случае изменения конфигурации сети. 75
4.3 Требования к оборудованию и программному обеспечению.. 77
4.4 Выбор оборудование для адаптивной системы.. 78
4.4.1.1 Устройства мониторинга PowerMonitor79
4.4.1.2 Программное обеспечение RSEnergy для контроля электропотребления80
4.4.2 Процессор для диспетчерского пункта. 80
4.4.3.1 Основные преимущества. 83
4.4.3.2 Минимальные требования RSLinx:84
4.4.3.3 Различия между разными версиями программного обеспечения RSLinx84
4.4.3.4 Версия программного обеспечения RSLinx Lite. 84
4.4.3.5 Версия программного обеспечения RSLinx OEM.. 85
4.4.3.6 Версия программного обеспечения RSLinx Professional86
4.4.3.7 Версия программного обеспечения RSLinx Gateway. 87
4.4.3.8 Версия программного обеспечения RSLinx SDK.. 88
4.4.3.9 Графические функции SuperWho и RSWho. 89
5 Исследование и получение оптимальных режимов для ОАО "ММК им. Ильича"90
5.1 Расчет параметров схемы замещения. 90
5.1.1 Теоретические положения. 90
5.1.2 Расчет параметров схем замещения линий. 93
5.1.3 Расчет параметров схем замещения трансформаторов. 93
5.2 Расчет сети при различных нагрузках. 100
Выводы........................................................................................................ 103
Перечень ссылок.......................................................................................... 104
Приложение А............................................................................................. 106
Приложение Б.............................................................................................. 118
Введение
При исследовании режимов электрических сетей необходимо обратить особое внимание на явления, связанные с передачей реактивной мощности по сети, а также на способы ее компенсации.
В отличие от активной мощности реактивная мощность, потребляется элементами сети и электроприемниками в соизмеримых количествах. При этом она может генерироваться не только на электрических станциях, но и в сети. В частности, генерация реактивной мощности емкостью линий является вынужденной.
Реактивная мощность является практически удачной формой учета условий протекания периодических процессов в цепи переменного тока. Поскольку для обеспечения условий их протекания при допустимых параметра режима приходится применять специальные компенсирующие устройства, то возникает задача их наивыгоднейшего использования в условиях эксплуатации сети.
При решении этой задачи целесообразно прежде всего выяснить, с какими дополнительными явлениями связана передача реактивной мощности по элементам сети и какое влияние эти явления оказывают на технико-экономические показатели работы систем электроснабжения.