Вінницький національний технічний університет

1. Вінницький національний технічний університет Створення комп’ютерних моделей визначення оптимальної КРП на підприємстві ПАТ «Вінницький ОЖК» на нескінченіймножинідопустимихрішень в середовищіMathcad та Excel ст. гр. ЕМ-13м Русятинська А. О. Вінниця 2014

2. Актуальність роботи

3. Важливість КРП

4. Для отримання високоефективних результатів із зниження втрат електроенергії в електричних мережах використовується створення комп'ютерних моделей прийняття оптимальних рішень на нескінченій множині допустимих рішень в середовищі MathCad та Excel. • Створення і розв’язання даних моделей допомагає: • зробити розподільчі мережі більш надійними та економічними • покращити якість електроенергії за рахунок зменшення відхилень напруги від номінального значення. • зменшити повну потужність, що знижує потужність трансформаторів і їх число; • розвантажити трансформатори і розподільні пристрої; • зменшити втрати активної потужності, а відповідно, і потужності генераторів на електростанціях; Створення комп’ютерних моделей КРП

5. Mathcad — система комп'ютерної алгебри з класу систем автоматизованого проектування, орієнтована на підготовку інтерактивнихдокументів з обчисленнями і візуальним супроводженням, відрізняється легкістю використання і застосування для колективної роботи. • Серед можливостей Mathcad є: • Розв'язання диференціальних рівнянь, в тому числі і чисельними методами. • Побудова двовимірних і тривимірних графіків (в різних системах координат, контурні, векторні тощо). • Символьні обчислення. • Операції з векторами і матрицями • Символьне розв'язання систем рівнянь. • Виконання підпрограм. • Знаходження коренів функцій і поліномів. • Статистичні функції і розподіли ймовірностей. • Пошук власних значень і власних векторів. • Обчислення з розмірностями. Можливості Маthcad

6. ОсновнавідмінністьMathcadвіданалогічних программ — цеграфічний, а не текстовий режим вводу виразів. Для набору команд, функцій, формулможнавикористовувати як клавіатуру, так і кнопки на численнихспеціальних панелях інструментів. Вирішенняспеціалізованих задач за допомогоюпакетів: Пакет для аналізуданих (Data Analysis Extension Pack). ЦерозширеннязабезпечуєMathcadнеобхіднимиінструментами для аналізуданих. Пакет для обробкисигналів (Signal Processing Extension Pack). У даномупакетіміститьсябільше 70 вбудованихфункцій для обробкисигналів, за допомогоюякихможназдійснюватианалоговуіцифровуобробкусигналів, проводитианалізіпредставлятирезультати в графічномувигляді. Пакет для обробкизображень (Image Processing Extension Pack). ЦерозширеннязабезпечуєMathcadнеобхіднимиінструментами для обробкизображень, аналізуівізуалізації. Пакет для роботизфункціямихвильовогоперетворення (Wavelets Extension Pack). У даномупакетімістятьсясімействавейвлет-функцій. Можливістьтрасуванняобчислень Створення 2D-графіків Природнаматематичнамова Переваги Маthcad .

7. Microsoft Excel (повна назва Microsoft Office Excel) — програма для роботи з електронними таблицями, створена корпорацією Microsoft для Microsoft Windows і Mac OS. Програма входить до складу офісного пакетуMicrosoft Office. Основні можливості електронних таблиць: проведення однотипних складних розрахунків над великими наборами даних; автоматизація підсумкових обчислень; вирішення завдань шляхом підбору значень параметрів; обробка (статистичний аналіз) результатів експериментів; проведення пошуку оптимальних значень параметрів (рішення оптимізаційних задач); підготовка табличних документів; побудова діаграм (в тому числі і зведених) за наявними даними; створення та аналіз баз даних (списків). Можливості Excel

8. Серед переваг Excel є: Економіко- статистичні розрахунки, Програмування мовою макропрограмування VBA , Excel може навіть працювати як база даних, Excel містить багато математичних і статистичних функцій, У Excel легко можна створювати різні види графіків і діаграм, Присутніймеханізм автокорекції формул, що автоматично розпізнає та виправляє типові помилки під час уведення формул; Проведення різних обчислень з використанням функцій і формул; Статистичний аналіз даних; Дослідження впливу різних факторів на дані; Розв’язання задач оптимізації. В електронних таблицях є можливість швидкого оброблення великих масивів даних і одержання результату в зручному вигляді. Переваги Excel

9. Однолінійна схема системи електропостачання підприємства

10. Математичні моделі економічної задачі КРП За показник ефективності рішення приймаємо річні приведені затрати. За критерій оптимальності рішення приймаємо мінімум річних приведених затрат: , де qnі – сума реактивних навантажень, які отримують живлення через і – ту вітку мережі; qкі – сума потужностей КУ, тих вузлів мережі, які отримують живлення через і – ту вітку; ∆Р – втрати активної потужності в компенсуючих установках (∆Р = 0,005 кВт). Li – довжина і – тої вітки мережі; Вк0 – питома вартість АКУ 06-0,4-100-05-IP21УЗ (Вк0 = 700 грн/квар); t – тариф на електроенергію (t = 1,01 грн/кВтгод); τ – час годин максимальних втрат (τ = 5550,5 год.) ; Еа – коефіцієнт відрахувань на амортизацію (Еа = 0,4); Ее – норматив ефективності капіталовкладень (Ее =0,1); Ем – коефіцієнт витрат на монтаж (Ем = 0,05).

11. Задайте початкові наближення для всіх невідомих , що входять в систему рівняньза допомогою клавіщ Shift+Ж . Mathcad вирішує рівняння за допомогою ітераційних методів . На основі початкового наближення будується послідовність , що сходиться до шуканого рішення . Eтап I розрахунку математичної моделі в середовищі Mathcad

12. Етап II • Створюємо функцію показника ефективності - сумарних активних втрат потужності на передачу реактивної потужності споживачам.

13. Відкриваємо блок Given і задаємо обмеження на керовані змінні балансової задачі КРН.     Надрукуйте ключове слово Given . Воно вказує Mathcad , що далі слідує система рівнянь .     Введіть рівняння і нерівності в будь-якому порядку нижче ключового слова Given . Переконайтеся , що між лівими і правими частинами рівнянь стоїть символ = . Використовуйте [Ctrl ] = для друку символу = . Між лівими і правими частинами нерівностей може стояти будь-який з символів <,> , Етап III

14. За допомогою функції Minimize знаходимо оптимальні потужності КУ всіх ТП. Ця функція дозволяє знайти такі значення аргументів, за яких ця функція має мінімальне значення. Для цього створюємо матрицю керованих зміних за допомогою клавіш Ctrl+М та присвоюємо ій функцію, записавши в дужках ПЕР та його аргументи. ЕтапIV

15. Eтап I розрахунку математичної моделі в середовищі Excel Задаємо вихідні дані незалежні від СЕП перед основною розрахунковою таблицеюта створюємо розрахункову таблицю:

16. Розраховуємо опори КЛ та трансформаторів . Окремі рядки табличної форми відводяться для окремих елементів СЕП на яких створюється спад показника ефективності рішень. Eтап II розрахунку математичної моделі в середовищі Excel Задаємо початкові значення керований змінних - потужностей КУ.

17. Розраховуємо показник ефективності рішень (ПЕР) при заданих значеннях керованих змінних. Складові ПЕР, які створюються окремими елементами СЕП, в свою чергу розділяємо на складові, які розміщуються в різних стовпцях таблиці. Eтап III розрахунку математичної моделі в середовищі Excel

18. Eтап IV розрахунку математичної моделі в середовищі Excel Виділяємо область керованних змінних і викликаємо засіб «Поиск решения», (Даные; «Поиск решения»). В результаті зявляється діалогове вікно, в якому задаємо: В полі «Установить целевую ячейку» - значення ПЕР; В полі «Равной» задаємо критерій оптимальності – «минимальному значению»; В полі «Изменяя ячейки» задаємо комірки з керованими змінними; За допомогою кнопок «Добавить», «Изменить», «Удалить», задаємо обмеження на керовані змінні. Натискаємо кнопку «Выполнить», знаходимо розрахунок, з'являється вікно «результаты поиска решения» і ми зберігаємо рішення.

19. Зберігаємо результати розрахунку Eтап V розрахунку математичної моделі в середовищі Excel

20. Висновки • Найбільш дієвим і ефективним способом зниження споживаної з мережі реактивної потужності є застосування установок компенсації реактивній потужності (конденсаторних установок). Використання конденсаторних установок дозволяє: • • розвантажити живлячі лінії електропередачі, трансформатори і розподільні пристрої; • • зменшити витрати на оплату електроенергії; при використанні певного типу установок знизити рівень вищих гармонік; • • подавити мережеві перешкоди, понизити несиметрію фаз; • • зробити розподільні мережі надійнішими і економічнішими. • Компенсація реактивної потужності є найдешевшим і ефективним засобом підвищення техніко-економічних показників електропостачання, який зменшує всі види втрат електроенергії. • Виконавши дану роботу ми навчитись створювати комп’ютерну модель прийняття оптимальних рішень на нескінченій множині допустимих рішень в середовищі MathCad та навчились оптимально використовувати наявну потужність КУ споживача електроенергії. • Ця модель може використовуватись для розвантаження живлячої лінії електропередачі, трансформаторів і зменшити витрати на оплату електроенергії.

21. Дякую за увагу!!!