Аннотация 1
Содержание 2
Введение 4
Глава 1. Конструкторская часть. Постановка задачи и выбор метода ее решения 6
1.1. Введение в проблемную область 6
1.2. Качество электроэнергии 8
1.3. Реактивная мощность и способы ее компенсации 10
1.3.1. Реактивная мощность 10
1.3.2. Типы компенсирующих устройств 14
1.3.3. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения 15
1.4. Постановка задачи 18
1.5. Выбор метода решения 20
1.6. Выводы 21
Глава 2. Конструкторская часть. Метод биогеографии 22
2.1. Биологические предпосылки метода 22
2.3. Оптимизация методом биогеографии 27
2.3.1. Миграция 28
2.3.2. Мутация 29
2.3.3. Определения, используемые в методе 30
2.4. Схема алгоритма 33
2.5. Модификации метода 34
2.6. Выводы 37
Глава 3. Технологическая часть. Программная реализация и тестирование метода 38
3.1. Выбор средств и обоснование 38
3.1.1. Обзор среды MatLab 39
3.1.2. Обзор среды DIgSILENT PowerFactory 40
3.2. Структура ПО 43
3.3. Тестирование алгоритма 45
3.4. Выводы 46
Глава 4. Исследовательская часть. Исследование эффективности алгоритма и решение прикладной задачи 47
4.1. Результаты 47
4.2. Анализ результатов 49
4.3.1. Решение прикладной задачи на примере электросети IEEE 9 60
4.3.2. Решение прикладной задачи на примере электросети Кубани 63
4.4. Выводы 64
Глава 6. Организационно-экономическая часть 66
6.1. Основные этапы проекта разработки нового изделия 66
6.2. Расчёт трудоёмкости проекта и затрат на проект 69
6.3. Определение численности исполнителей 71
6.4. Календарный график выполнения проекта 73
6.5. Анализ структуры затрат проекта 74
6.6. Выводы 81
Глава 7. Промышленная экология и безопасность 81
7.1. Промышленная экология и безопасность 82
7.2. Анализ основных факторов воздействия среды на оператора ПК 82
7.3. Общие положения 84
7.4. Расчёт системы освещения 93
7.5. Расчет искусственного освещения рабочего места оператора 95
7.6. Утилизация люминесцентных ламп 99
7.7. Выводы 100
Заключение 101
Список литературы 102
Проблема компенсации реактивной мощности всегда занимала важное место в общем комплексе вопросов повышения эффективности передачи, распределения и потребления электрической энергии. Правильное решение таких задач в значительной мере предопределяет экономию денежных и материальных ресурсов, а также повышение качества электроснабжения. Основные вопросы компенсации реактивной мощности должны рассматриваться с учетом современных взглядов и с учетом новых технических решений в этой области.
Реактивная мощность может рассматриваться как характеристика скорости обмена энергией между генератором и магнитным полем приемника электроэнергии. В отличие от активной мощности, полезно используемой в работе, реактивная мощность не выполняет полезной работы, она служит лишь для создания магнитных полей в индуктивных приемниках (например, в электродвигателях, трансформаторах и т. п.), циркулируя все время между источником тока и приемниками.
Острота проблемы компенсации реактивной мощности на современном этапе вызвана рядом обстоятельств:
• концентрация и централизация генерирующих источников;
• осуществление повсеместно политики ресурсо- и энергосбережения. Оптимизация реактивной мощности, в том числе с помощью местных компенсирующих устройств, позволяет существенно снизить потери мощности в сетях;
• повышенные требования к качеству электрической энергии. Реактивная мощность существенно влияет на изменения режима напряжения в электрических сетях;
• недостаточная установленная мощность компенсирующих установок в питающих и распределительных электрических сетях.
Проблема компенсации реактивной мощности включает в себя ряд технико-экономических задач, а именно:
• проведение мероприятий для снижения реактивной мощности самих электроприемников;
• выбор типа и мест установки компенсирующих устройств;
• многокритериальная оптимизация режимов работы компенсирующих устройств при развитии и функционировании систем электроснабжения.
Целью данной работы является программная реализация алгоритма биогеографии, исследование его эффективности на функции Растригина, а также решение задачи оптимизации размещения устройств регулирования напряжения в электроэнергетике.
В работе рассмотрена проблема в области электроэнергетики, а также методы ее решения. Разработан программный комплекс на основе выбранного метода решения (алгоритм биогеографии).
Проделаны исследования эффективности работы алгоритма. Эффективность алгоритма была оценена с помощью следующих критериев: оценка вероятности локализации глобального экстремума; среднее достигнутое значение функции; среднеквадратическое отклонение; среднее количество итераций; среднее число вычислений целевой функции.
Разработанный программный комплекс может быть использован при проведении исследований и расчетов по выбору компенсирующих устройств типа FACTS (СТК, СТАТКОМ, УШРТ) и мест их установки.
Одновременно результаты работы могут использоваться при создании аппаратно-программного комплекса автоматических центральных систем регулирования напряжения и реактивной мощности.
В рамках данного дипломного проекта удалось решить все поставленные задачи и получить некоторый конечный результат применения разработанного программного комплекса на реальной задаче.
