АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИЛОГО МИКРОРАЙОНА Г. ЧЕЛЯБИНСКА 7
2 РАСЧЕТ СУЩЕСТВУЮЩИХ НАГРУЗОК 8
3 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЭС 16
3.1 Исходные данные источников питания ТП 16
3.2 Анализ режимов работы трансформаторных подстанций 19
3.3 Анализ расчетных параметров кабельных линий 22
4 ОБЗОР МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ 28
4.1 Метод покоординатного спуска 29
4.2 Градиентный метод 29
4.3 Метод неопределенных множителей Лагранжа 31
4.4 Эволюционный метод 32
5 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММЫ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ
ОПТИМИЗАЦИИ 35
5.1 Выбор варьируемых параметров 35
5.2 Выбор критерия оптимизации и ограничения 35
5.3 Блок-схема алгоритма 36
5.4 Описание программы 39
6 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СЭС ЖИЛОГО
МИКРОРАЙОНА 42
6.1 Выбор оптимального количества трансформаторных подстанций 50
6.2 Оптимизация сечений кабельных линий 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 62
Многие городские сети были спроектированы и введены в эксплуатацию более 30 лет назад. За это время научный прогресс большими шагами шел вперед. В стареньких микрорайонах начали появляться многоэтажные новостройки, торговые комплексы, магазины, первые этажи жилых домов стали занимать частные предприниматели. В каждой квартире появились множество потребителей электрической энергии: холодильники, кофеварки, микроволновые печи, посудомоечные и стиральные машины, водонагреватели, и т.д. Нагрузка на кабельные линии (КЛ), проложенные до и во время перестройки, выросла в разы. Решением сложившейся ситуации является перерасчет электрических нагрузок микрорайона и нахождение оптимальных параметров системы электроснабжения (СЭС) по критерию минимума суммарных затрат.
Параметрическая оптимизация сети жилого микрорайона предполагает дальнейшее улучшение его рабочих показателей. Следовательно, при нахождении наилучшего варианта обращают внимание на один или несколько критериев оптимизации. В процессе улучшения требуется учитывать большое количество конструктивно-планировочных, технических, социологических факторов и экономических показателей, что традиционными методами практически выполнить трудно, а в отдельных случаях невозможно. Поэтому становится актуальной задача найти возможные пути автоматизации этого специфического вида проектирования.
Целесообразность и возможность решения отдельных задач или всего процесса проектирования реконструкции объекта должна быть тщательно обоснована и обеспечивать сокращение трудоемкости и продолжительности проектирования, получение более надежных и эффективных решений, выработку оптимальных для данных условий реконструкции объекта организационно-технологических и технических проектов [1].
Объектом исследования является система электроснабжения жилого микрорайона №25 города Челябинска.
Целью работы является нахождение оптимальных параметров СЭС.
Результаты исследования - перерасчет существующих нагрузок общественных и жилых зданий, создание оптимизационной компьютерной модели, которая выбирает мощность, число, место размещение трансформаторных подстанций (ТП), сечение жил КЛ по критерию минимума суммарных затрат.
- В связи с ростом установленных мощностей потребителей жилых районов возникает необходимость корректировки мощностей трансформаторов и сечений кабельных линий. Коэффициент загрузки трансформаторов и потери напряжения в некоторых кабельных линиях превышают предельно допустимые значения.
- Для заданного жилого микрорайона был произведен расчет мощностей трансформаторов с координатами существующих подстанций и выбор сечений жил кабельных линий. Определены суммарные затраты, включающие капитальные затраты и стоимости потерь электрической энергии.
- С целью повышения эффективности системы электроснабжения была разработана математическая модель и программа параметрической оптимизации. Данная модель осуществляет поэтапную параметрическую оптимизацию при которой определяются суммарные затраты. На первом этапе определяются оптимальные координаты подстанций, а на втором - сечения жил кабелей.
- В результате использования разработанной программы удалось снизить суммарные затраты на сооружение на 30,7 %.
