ВВЕДЕНИЕ 8
1 ГИБКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 9
1.1 Автономный инвертор напряжения 10
1.2 Преобразователь напряжения 15
1.3 Функции преобразователя напряжения в электрической сети 21
1.3.1 Статический компенсатор реактивной мощности 21
1.3.2 Фазоповоротные устройства 22
1.3.3 Устройства продольной компенсации 24
1.4 Выводы 27
2 АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАЙОНА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 28
2.1 Схема района электрической сети 28
2.2 Анализ работы силовых трансформаторов 30
2.3 Схема замещения района электрической сети 35
2.4 Расчет режима наибольших нагрузок 41
2.5 Расчет режима наименьших нагрузок 44
2.6 Расчет послеаварийного режима 47
2.7 Усиление линий электропередачи 52
2.8 Выводы 56
3 ПРИМЕНЕНИЕ МАЛОГАБАРИТНЫХ УСТРОЙСТВ ПРОДОЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ 57
3.1 Нормализация послеаварийного режима 57
3.2 Оптимизация режима наибольших нагрузок 63
3.3 Оптимизация режима наименьших нагрузок 66
3.4 Выводы 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Презентация по результатам работы
В электрических сетях современных электроэнергетических систем всё более широкое применение находят новые управляющие элементы. К ним относятся устройства управляемых (гибких) систем передачи переменного тока, или, в соответствии с терминологией IEEE, Flexible AC Transmis¬sion Systems (FACTS): статические компенсаторы реактивной мощности (СТАТКОМ), управляемые устройства продольной и поперечной компенсации, объединенные регуляторы потоков мощности (ОРПМ), фазоповоротные устройства, вставки постоянного тока и т.д. [3; 7-9].
Одной из последних разработок ОАО «ЭНИН» совместно с АО «НТЦ ФСК ЕЭС» является технология малогабаритных устройств продольной компенсации (МУПК) для воздушных линий электропередачи, которая в настоящее время получила активное развитие в США и России [11].
По сравнению с традиционными устройствами продольной компенсации, МУПК обладают рядом преимуществ: простота монтажа и быстрота установки на ВЛ, мобильность.
Устройства, реализующие технологию FACTS позволяют решать широкий спектр задач:
— увеличение пропускной способности ЛЭП переменного тока;
— поддержание требуемых напряжений в узлах потребления;
— управление перетоками мощности;
— снижение потерь мощности;
— повышение надежности и устойчивости энергосистем.
Учитывая стремление распределительных компаний снизить потери мощности в электрических сетях с одной стороны и существенное увеличение стоимости строительства новых высоковольтных линий электропередачи [7] с другой, внедрение устройств FACTS может оказаться достаточно эффективным решением.
В задании на ВКР предложено рассмотреть перспективы применения УПК на базе преобразователей напряжения на основе анализа режимов района электрической сети 110 кВ. Для этого предварительно рассмотрим эти устройства и их функциональные возможности, произведем выбор наиболее эффективного средства с целью последующего внедрения в существующий район электрической сети. Затем произведем анализ режимов района электрической сети и определим необходимость их нормализации. Нормализацию режимов произведем как традиционными средствами, так и внедрением малогабаритных устройств продольной компенсации, сравним эффективность от их применения.
В результате анализа режимов работы исходного района электрической сети 110 кВ было выявлено, что режимные параметры выходят за допустимые пределы.
При применении традиционных мероприятий нормализации режимов, таких как усиление линий электропередачи, желаемый результат был достигнут лишь частично.
Альтернативным решением стало применение малогабаритных устройств продольной компенсации на базе преобразователей напряжения в виду следующих своих преимуществ:
1) управление перетоками мощности между отдельными параллельно работающими линиями или сечениями в режиме реального времени;
2) симметрирование фаз;
3) простота монтажа на воздушные линии электропередачи;
4) мобильность - устранение локальных «узких» мест электроэнергетических систем в среднесрочной перспективе с последующим демонтажем и переносом на другие объекты;
5) значительное сокращение затрат на сооружение по сравнению с устройствами FACTS стационарного исполнения;
6) уменьшение потерь мощности.
В результате внедрения МУПК ПН и проведенной оптимизации режимов сети, желаемый результат был достигнут: режимные параметры исследуемого района электрической сети находятся в допустимых пределах. При этом не пришлось применять дополнительные мероприятии по нормализации режимов.
Рассмотрена возможность снижения потерь активной мощности за счет установленных модулей МУПК ПН. Сделан вывод: добиться снижения потерь активной мощности в рассматриваемой сети за счёт установленных модулей не удалось. Для этой цели необходимо размещение дополнительных модулей на тех ЛЭП, в которых изменение реактивной составляющей эквивалентного сопротивления будет оказывать больший эффект на снижение потерь активной мощности в сети.
