Электрическая распределительная сеть

 

Изобретение относится к области производства, преобразования и распределения электрической энергии, в частности к схемам или системам распределения электрической энергии, и может быть использовано для схем распределительных сетей переменного тока. Задачей предлагаемого изобретения является гарантированное обеспечение отклонений напряжения у потребителей строго в пределах, предусмотренных Государственным стандартом, при наименьших затратах на сеть, определяемых с учетом необходимых капиталовложений и эксплуатационных расходов. Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в электрической распределительной сети, состоящей из питающего узла, узлов ветвления и приемных узлов, связанных между собой проводами в соответствии с ее древовидной структурой, определение типоразмеров указанных проводов, характеризуемых маркой провода и его сечением, осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом: формируется исходное множество типоразмеров проводов или кабелей, которые подлежат рассмотрению при построении сети, а также стартовые отклонения напряжения у потребителей, т.е. в приемных узлах, равные нормированным или расчетным значениям, после этого последовательно выбираются концевые участки линии, имеющие общее начало, и вычисляются отклонения напряжения в узле, от которого они ответвляются, определяются потери напряжения и затраты по каждому из рассмотренных типоразмеров провода в режимах максимальных и минимальных нагрузок в соответствии с системой математических выражений, а затем в узле ветвления концевых участков составляется список возможных комбинаций каждого типоразмера провода на одном из них с каждым типоразмером на другом участке, а также список соответствующих комбинаций отклонений напряжения и затрат, в узле ветвления в каждом режиме работы сети отклонения напряжения выравниваются по правилу доминирования: меньшее из значений замещаются большим значением отклонений напряжения, расчет повторяется для всех пар или троек концевых участков, имеющих общее начало, затем выбирается следующий узел ветвления, и с учетом вычисленных ранее потерь напряжения, а также выровненных отклонений рассчитывается множество новых отклонений напряжения и затрат, аналогичная процедура реализуется для всех точек ветвления, вплоть до питающего узла, в каждом узле сети в процессе расчета из вариантов сочетаний типоразмеров проводов с одинаковыми отклонениями напряжения сохраняется только вариант с меньшими затратами, процедура заканчивается на питающем узле, при этом сохраняются варианты сочетаний типоразмеров проводов, при которых отклонения напряжения не меньше 0% в режиме минимальных нагрузок и не больше +5% в режиме максимальных нагрузок, из них выбирается вариант с наименьшими затратами, и восстанавливается оптимальная сеть в направлении от головного участка к концевым. 1 ил., 3 табл.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

Электрическая распределительная сеть, состоящая из питающего узла, узлов ветвления и приемных узлов, связанных между собой проводами или кабелями, характеризуемыми маркой провода и его сечением, в соответствии с ее древовидной структурой, отличающаяся тем, что определение типоразмеров проводов осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом: вначале формируется исходное множество типоразмеров проводов или кабелей, а также стартовые отклонения напряжения в приемных узлах в режимах максимальных и минимальных нагрузок, равные нормированным или расчетным значениям, после этого последовательно в произвольном порядке выбираются концевые участки линии, имеющие общее начало, и вычисляются отклонения напряжения в узле, от которого они ответвляются, определяются потери напряжения и затраты по каждому из рассмотренных типоразмеров провода в режимах максимальных и минимальных нагрузок в соответствии с системой математических выражений:

где n=1,..., N (число участков);

s=1,...,S (число приемных узлов);

m=1,...,М (число рассматриваемых типоразмеров проводов или кабелей);

4)q_n ≥ q_n+1,

где З=З_nk+З_nэ;

З_nk=pk₀1₀ - отчисления от капиталовложений в линию на участке n;

З_nэ=ΔЭ_nс - затраты на компенсацию потерь энергии на участке n;

Р_nmах и P_nmin - максимальные и минимальные значения мощности на участке n;

cosϕ_n – коэффициент мощности;

1...N – участок линии;

р - коэффициент отчислений от капвложений;

k₀ - удельные капвложения в линию;

l_n - протяженность участка n;

q_n и q_n+1 - сечения проводов смежных участков n и n+1, из которых n-питающий;

δU_nmax и δU_nmin - отклонения напряжения в максимальном и минимальном режимах в узле n;

1...S – приемные узлы;

ΔР_nmах - потери мощности на участке n;

ΔЭ_n - потери энергии на участке n;

τ - число часов максимальных потерь;

r₀ - удельное активное сопротивление провода;

x₀ - удельное индуктивное сопротивления провода;

с - удельная стоимость потерь энергии;

затем в узле ветвления концевых участков составляется список возможных комбинаций каждого типоразмера провода на одном из них с каждым типоразмером на другом участке, а также список соответствующих комбинаций отклонений напряжения и затрат, в узле ветвления в каждом режиме работы сети отклонения напряжения выравниваются по правилу доминирования: меньшее из значений замещается большим значением отклонений напряжения, расчет повторяется для всех пар или троек концевых участков, имеющих общее начало, затем выбирается следующий узел ветвления, и с учетом вычисленных ранее потерь напряжения, а также выровненных отклонений рассчитывается множество новых отклонений напряжения и затрат, аналогичная процедура реализуется для всех точек ветвления, вплоть до питающего узла, в каждом узле сети в процессе расчета из вариантов сочетаний типоразмеров проводов с одинаковыми отклонениями напряжения сохраняется только вариант с меньшими затратами, процедура заканчивается на питающем узле, при этом сохраняются варианты сочетаний типоразмеров проводов, при которых отклонения напряжения на питающем узле не меньше 0% в режиме минимальных нагрузок и не больше +5% в режиме максимальных нагрузок, из них выбирается вариант с наименьшими затратами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10