Структура сети электроснабжения

ПОСТАНОВКА И ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СЕТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Работу выполнил: Кузьмина И.А.
Научный руководитель:
д.ф-м.н, профессор Карпенко А.П.
Общая схема электроснабжения
1
Общая схема электроснабжения
1
Структура сети электроснабжения
ТП
ТП
ТП
ТП
ТП
ТП
РП
ТП
РП
Сеть электроснабжения
ТП – трансформаторная
подстанция
РП – распределительная
подстанция
2
Структура сети электроснабжения
ТП
ТП
ТП
ТП
ТП
ТП
РП
ТП
РП
Сеть электроснабжения
ТП – трансформаторная
подстанция
РП – распределительная
подстанция
2
Структура сети электроснабжения
ТП
ТП
ТП
ТП
РП
ТП
ТП
ТП
РП
Сеть электроснабжения
ТП – трансформаторная
подстанция
РП – распределительная
подстанция
2
Структура сети электроснабжения
ТП
Новая
ТП
ТП
ТП
ТП
РП
Новая
РП
ТП
ТП
ТП
РП
Сеть электроснабжения
ТП – трансформаторная
подстанция
РП – распределительная
подстанция
2
Цели работы и критерии оптимальности
Цели работы:
• определение оптимального числа новых ТП и РП
• определение оптимальных мест строительства новых ТП и РП
• определение оптимального варианта подключения новых потребителей
к сети энергоснабжения
Критерии оптимальности:


• капитальные затраты на строительство сети
min


• затраты на компенсацию потерь мощности и электроэнергии
• надежность энергоснабжения
max


min
3
Модель сети электроснабжения
Типы объектов, входящих в сеть электроснабжения
R – распределительная подстанция (РП)
T – трансформаторная подстанция (ТП)
С – потребитель
L – кабельная линия (КЛ)
Исходная топология сети электроснабжения


Т исх  Т iисх  Т 
Lисх   Lисх
i, j  L 
R исх  Riисх  R

G исх  R исх , T исх , Lисх

– исходное множество узлов сети типа R
– исходное множество узлов сети типа Т
– исходное множество ребер сети типа L
Подключаемые к сети потребители

Сподкл  СН подкл  СLподкл  Сiподкл  C
СН подкл
– множество потребителей уровня напряжения 10 кВ
СLподкл
– множество потребителей уровня напряжения 0,4 кВ

4
Параметры объектов
 
T : ViT  X 1i , X 2i , xi , yi   СiТ
C : ViC  X i   СiС
R : Vi R  xi , yi  СiR
L : Vi ,Lj  СiL, j
xi , yi  - географические координаты i-ой ТП/РП в формате
X 1i , X 2 i
Xi
СiR ,
СiТ ,
СiС ,
СiL, j
(xx.xxxxxx°; yy.yyyyyy°)
- неизвестные номера ТП/РП, к которым будет произведено подключение
i-ой ТП
- неизвестный номер ТП/РП, к которой будет произведено подключение
i-ого потребителя
R
Т
С
L
- дополнительные части векторов Vi , Vi , Vi , Vi , j соответственно
5
Постановка задачи ПРЭ как задачи многокритериальной
оптимизации
Вектор варьируемых параметров

R
T
X  X i , X 1 j , X 2 j , xk , y k , X нов
, X нов

Ограничения
- базовые ограничения
- пользовательские ограничения
WХ ( X)  0 
 D X   Х WX  X   0 
WU ( X)  0 
 DU   Х WU  X   0 
W( X)  WX ( X)  WU ( X)
Вектор критериев оптимальности

Z( X)  Z1 ( X), Z 2 ( X), ..., Z Z ( X)

Критериальные ограничения Z i  Z i ( X)  Z i , i   1... Z  DU   Х Z i  Z i (X)  Z i , i   1... Z  
Постановка задачи
*
min Z( X)  Z( X )
XD
D  D X  DU  D Z
6
Пример

G исх  R исх , T исх , Lисх


G итог  R итог , Tитог , Lитог

*
min Z( X)  Z( X )
XD
7
Сведение многокритериальной задачи ПРЭ к
однокритериальной
Априорные
методы
Эвристический
подход
Метод
главного
критерия
Метод
справедливого
компромисса
Апостериорные
методы
Аддитивная
линейная свертка
Метод отклонения
от идеальной точки
Интерактивные
методы
Мультиплекативная
свертка
Метод
последовательных
уступок
МКО – многокритериальная оптимизация
ЛПР – лицо, принимающее решения
Свертка
Гермейера
Метод анализа
иерархий
8
Сведение многокритериальной задачи ПРЭ к
однокритериальной
Априорные
методы
Эвристический
подход
Метод
главного
критерия
Метод
справедливого
компромисса
Апостериорные
методы
Аддитивная
линейная свертка
Метод отклонения
от идеальной точки
Интерактивные
методы
Мультиплекативная
свертка
Метод
последовательных
уступок
МКО – многокритериальная оптимизация
ЛПР – лицо, принимающее решения
Свертка
Гермейера
Метод анализа
иерархий
8
Методы свертки векторного критерия оптимальности в
скалярный
Z ( Х)  Z i ( X)
• метод главного критерия
Z
• метод аддитивной линейной свертки
Z ( Х)   i Z i ( X)
• метод мультипликативной свертки
Z ( Х)   Z i ( X) i
i 1
Z
i 1
 Z ( Х) 
Z ( Х)  min  i
 , i  [1: Z ]
i  i 
• метод свертки Гермейера
Постановка задачи ПРЭ в виде однокритериальной задачи
Z ( X )  min Z( X)
XD
9
Сведение задачи ПРЭ к задаче дискретного
программирования

R
T
X  X i , X 1 j , X 2 j , xk , y k , X нов
, X нов
Дискретные величины
Непрерывные величины

Целочисленные величины
10
y
Дискретизация областей возможного строительства новых
объектов
O i область возможного строительства новых объектов
O   O i , i   1... O  
(x j ; y j )
yj
.
OО
О  {( x j ; y j ), j   1... О }
0
xj
D X  DX
х
Постановка задачи ПРЭ в виде однокритериальной задачи
дискретного программирования
 
Z Х*  min Z X,
XD
D  D X  DU  D Z
11
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ