Оптимальный выбор источников реактивной мощности.
1. Оптимальный выбор БСК в одном узле по критерию минимума
приведённых затрат, на установку БСК и дальнейшую эксплуатацию сети.
Затраты равны:
Где – коэффициент сравнительной эффективности капиталовложений
К – капиталовложения в установку БСК, будем их считать прямо пропорциональными мощности БСК.
Где – коэффициент пропорциональности
И – годовые эксплуатационные издержки
Где – издержки на ремонт и обслуживание БСК, будем их считать независящими от мощности БСК.
– годовая стоимость потерь электроэнергии. Будем здесь учитывать только потери на передачу реактивной мощности в линии и трансформаторе, и потери в самой БСК, тогда:
Где – стоимость электроэнергии, – потери энергии за год, – потери активной мощности, – время переводящее потери мощности, потери энергии.
Где – суммарное сопротивление линии и трансформатора, – удельная потеря мощности в БСК.
Поскольку издержки на ремонт и обслуживание постоянны, то исключим их из целевой функции, тогда сводя все формулы в одну, получим:
Найдём минимум затрат классическим способом:
Отсюда находим:
2. Оптимизация размещения БСК в радиальной сети.
Задана суммарная реактивная мощность , которая должна потребляться при условии компенсации. Тогда ограничение равенства имеет вид:
Отсюда видно, что суммарная мощность БСК это постоянная величина, поэтому задача сводится к распределению этой мощности между узлами. Капиталовложения тоже будут постоянной величиной, поэтому их можно исключить из целевой функции и перейти от минимизации затрат к минимизации потерь активной мощности, причём потери в самих БСК тоже можно не учитывать, поскольку их суммарная величина постоянна. Тогда целевой функцией будут суммарные потери на передачу реактивной мощности в сети:
Где – сопротивление линии и трансформатора i – той ветви.
Из целевой функции можно исключить напряжение как постоянный коэффициент. Заменим на выражение , тогда целевая функция примет вид:
Техническое ограничение запишется в виде:
Используем метод Лагранжа:
Найдём минимум этой функции:
Из первого уравнения следует, что:
То есть
Где (проводимость)
Тогда из второго уравнения мы будем иметь:
Отсюда:
Тогда:
И в итоге: