4.1.2 Характеристики гідроелектростанцій

Характеристики гідравлічних турбін. Розхідні характеристики турбін залежать від їхнього типу (радіально-осьові, поворотно-лопастні) і являють собою сімейство залежностей побудованих для різних значень напору H, де -витрата води

Рисунок 4.7- Характеристики гідравлічної турбіни.

а- розхідні характеристики при різних напорах:

б - характеристика відносного приросту витрати води при тих же напорах

ч ерез турбіну. Розхідні характеристики безупинні і звернені опуклістю до осі абсцис. Відносний приріст (ВП) витрати води визначається як диференціальний показник g = Q/P_т. Характеристика відносного приросту , , -потужності ГЕС при включенні чергового агрегата .

Рисунок 4.8 - Характеристика відносного приросту витрати води на ГЕС

утвориться сімейством кривих. Для приклада на рис.4.7,а,б показані розхідні характеристики і ХОП для гідравлічної турбіни.

Оптимальний розподіл навантаження між паралельно працюючими гідроагрегатами виробляється по критерію рівності відносних приростів витрати води

, (4.4)

На ГЕС звичайно встановлюються однотипні агрегати, і якщо їх ХОП однакові, то оптимальний розподіл навантаження може вироблятися по середній потужності турбіни

де n- число рівнобіжне працюючих агрегатів.

Характеристика ідносного приросту витрати води гідроелектростанції будується на основі агрегатних ХОП і, як показано на рис. 4.8, має розрив безперервності при включенні чергового агрегату на паралельну роботу з умови рівності КПД і працюючих агрегатів ,і пускаю чого (і+1)-ro агрегата. Пускові характеристики будуються по робочих характеристиках при постійному напорі H

4.1.3 Оптимальний розподіл навантаження в еес без гідроелектростанцій і без обліку втрат у мережах

Витрата палива в ЕЕС, у якій паралельно працюють n ТЕС, є n-мірна цільова функція навантажень електростанцій. Якщо на електростанціях немає обмежень по паливу, то зазначена цільова функція може бути визначена для часових витрат палива :

,

де - навантаження і-й електростанції.

Умова оптимального расподілу має місце при мінімумі цільової функції . Перемінні функції-навантаження електростанцій зв'язані умовою балансу потужності, що може бути представлено неявною функцією обмеження у виді рівності

,

де - сумарна потужність вузлів споживання.

Крім того, маються обмеження для потужностей кожної електростанції у виді нерівностей виду

де , -потужності ТЕС, що визначають їх мінімальне і максимальне навантаження (регулювальний діапазон).

Обмеження на координати цільової функції визначають умовність мінімуму цільової функції. Задача оптимізації зводиться до пошуку умовного мінімуму цільової функції. Існує багато математичних методів рішення цієї задачі. Один з методів заснований на використанні невизначених множників Лагранжа .Цим методом виробляється пошук безумовного мінімуму функції Лагранжа

шляхом розв’язку системи n-1 диференціальних рівнянь Ейлера вигляду .

Для розглянутої задачі

Якщо не враховувати змін сумарної потужності у вузлах споживання при зміні потужності в i-му генеруючому вузлі, ( ) то рівняння Ейлера запишуться у виді

і критерієм розподілу навантаження між n-1 ТЕС буде рівне ОП витрати палива на цих електростанціях: . Потужність балансуючого вузла визначається рівнянням балансу .