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ARGOMENTI DELLA LEZIONE. equazioni tensione-potenza dell’n-bipolo la ripartizione dei flussi di potenza in una rete metodi di soluzione del sistema di equazioni tensione-potenza la soluzione approssimata della ripartizione dei flussi di potenza attiva. Pianificazione. Progettazione e
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ARGOMENTI DELLA LEZIONE • equazioni tensione-potenza dell’n-bipolo • la ripartizione dei flussi di potenza in una rete • metodi di soluzione del sistema di equazioni tensione-potenza • la soluzione approssimata della ripartizione dei flussi di potenza attiva
Pianificazione Progettazione e Sviluppo del sistema Analisi “a posteriori” Esercizio del sistema Previsione di esercizio a medio termine (un anno) tempo tempo presente Previsione di esercizio a breve termine (un giorno) Controllo in linea (10 minuti) Problema : conoscere le potenze attive e reattive fluenti nei componenti il sistema Quando si presenta:
n 1 Ik k Vk i Ii Vi
7 6 1 Ik 5 Vk 2 Ii Vi 4 3 7 6 1 3 5 4 2
|I|=|Y||V| I = Ir+ jIi V = Vr+ jVi IrIi Vr Vi
V I P Q IrIi Vr Vi A kV MVAR MW (VI)2= =P2+Q2 V P Q
1 n k Vkk i Pk Qk Vii Pi Qi
Ii=VkYik k P,Q,V, N=P+jQ N=VI* • Ni=ViIi* • |I|=|Y||V|
Ii=VkYik k Ni=ViIi* Ni=ViVk* Yik* k Ni=ViVk* Yik* k
Ni=ViVk* Yik* k V = Ve j Y = Ye j Ni=ViVkYik e j( - - • i k ik k
Ni=ViVkYik e j( - - • i k ik N=P+jQ e jcos+jsen Pi+jQi=ViVkYik{cos(i-k-ik) +jsen(i-k-ik + k
Pi=ViVkYik cos(i-k-ik) Qi=ViVkYik sen(i-k-ik { k k Pp= Pi Qp= Qi Pi+jQi=ViVkYik{cos(i-k-ik) +jsen(i-k-ik k
Pi=ViVkYik cos(i-k-ik) Qi=ViVkYik sen(i-k-ik k k { 2n equazioni 4n variabili 2n variabili note 2n variabili incognite
>> in genere come variabili note si assumono le seguenti: • valore di ( le sono tipicamente incognite; una di esse deve essere fissata come riferimento ) • n-1 valori di P( le P sono tipicamente note; una di esse non può esserlo perchè le perdite non sono note ) • il nodo in cui viene fissato è detto • di saldo o nodo “slack”
>> in genere come variabili note si assumono le seguenti: • valore di ( le sono tipicamente incognite; una di esse deve essere fissata come riferimento ) • valori di P( le P sono tipicamente note; una di esse non può esserlo perchè le perdite non sono note ) • valori di Q • valori di V( le Q e le V sono forte- • mente interdipendenti; s non può essere nè troppo grande nè troppo piccolo) 1 n-1 n-s s 2n
Dispacciamento della potenza generata ( dispatching ) G P1 L (carico) P2 n G Pi = L + lp i=1 Pn lp (perdite di sistema stimate) G Modello “sbarra” La potenza totale necessaria per alimentare il carico e le perdite di sistema è ripartita (dispacciata) tra i generatori in esercizio in modo da rendere minimo il costo dell’energia prodotta nel rispetto dei vincoli di sicurezza della produzione e di qualità del prodotto.
Limiti di impiego dei componenti : curve di “capability”. Limite di statore P Limite del motore primo Limite di rotore n Minimo tecnico Q Limite di statore in sotto eccitazione
la ripartizione dei flussi di potenza in una rete (load flow)
V77 Pi=ViVkYik cos(i-k-ik) Qi=ViVkYik sen(i-k-ik { k k V66 P1 Q1 V11 V55 P5 Q5 a V22 ? P2 Q2 P4 Q4 P3 Q3 V44 V33
2 k=1 2 k=1 2 Va1a1 Pa2 Qa2 a 1 Pa1 Qa1 Va1a1 Pai=VaiVakYaik cos(ai-ak-aik) Qai=VaiVakYa1k sen(ai-ak-aik) {
V66 2 Va1a1 Pa2 Qa2 a 1 Pa1 Qa1 Va1a1 Va1= V3 a1= 3 V33 Va2= V6 a2= 6
metodi di soluzione del sistema di equazioni tensione-potenza
Pi=ViVkYik cos(i-k-ik) Qi=ViVkYik sen(i-k-ik k k Pi - ViVkYik cos(i-k-ik) = 0 Qi - ViVkYik sen(i-k-ik k k { { r = 1....2n i = 1......n fr(Pi,Qi,Vi,i)=0
prima degli anni ‘60 MODELLI DI RETE modelli analogici in corrente alternata dei diversi componenti collegabili tra loro a comporre il sistema in studio
r=1....2n i=1......n fr(Pi,Qi,Vi,i)=0 f(x) f(x)=0 xo
Converge alla soluzione f(x) f(x)=0 xo x’’o x’o x’’’o
f(x) f(x)=0 xo x’’o x’o Non converge alla soluzione per errata scelta del punto iniziale
Non esiste la soluzione f(x) f(x)=0 x’’’o x’’o x’o
la soluzione approssimata della ripartizione dei flussi di potenza attiva
Pi=ViVkYik cos(i-k-ik) Qi=ViVkYik sen(i-k-ik k k Pi=Vi Yiicosii+ViVkYik cos(i-k-ik) 2 k°i {
2 k°i 2 k°i prima ipotesiik= Pi = - ViVkYik sen(i-k) k°i seconda ipotesi Vi=Vk=V Pi= -V Yik sen(i-k) terza ipotesisen(i-k)=(i-k) Pi= -V Yik (i-k)
2 k°i k yik i Pi=V yik (i-k) 2 k°i Pi= -V Yik (i-k) Yik= -yik
Pi= V yik (i-k) 2 k°i 2 Pik= V yik (i-k)= - Pki y12 (i) 1 2 (k) P1= V y12 (1-2) 2 = -P2
Pi=V yik (i-k) 2 k°i 2 Pi= V (i yik- yikk ) k°i k°i y*ii=yik;y*ik=-yik k°i Pi= V y*ikk (k=1..n; i=1..n) 2 k
Pi= V y*ikk (k=1..n; i=1..n) 2 2 Pi= V y*ikk (i=2..n; k=2..n) P1= -Pi ; 1= 0 2 |P|= V |y*||| (matr ord n-1) 2 ||= V |y*|-1|P| (matr ord n-1)