ВВЕДЕНИЕ 6
1 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ВКЛАДА ПОТРЕБИТЕЛЯ НА
КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
1.1 Оценка по мощности потребителя 8
1.2 Оценка по знаку активной мощности искажения (по углу между током
и напряжением искажения) 11
1.3 Оценка с помощью долевых вкладов потребителей 13
1.4 Оценка по изменению напряжения искажения при отключении или
подключении потребителя 18
Задача исследования 19
2 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИ ПРАКТИЧЕСКОМ
ИЗМЕРЕНИИ ПКЭ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ
2.1 Проведение измерений ПКЭ и анализ полученных данных 20
Выводы по разделу 2 35
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ПКЭ B MATLAB
3.1 Создание компьютерной модели 36
3.2 Результаты моделирования 41
Выводы по разделу 3 42
4 СОЗДАНИЕ СТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
4.1 Иерархия системы мониторинга качества электрической энергии 44
4.2 Технические требования, предъявляемые к оборудованию,
на разрабатываемой системе мониторинга КЭ 45
4.3 Определение мест установки измерителей ПКЭ 47
Выводы по разделу 4 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
Актуальность работы. В настоящее время в электроэнергетике наблюдается непрерывный рост нагрузки в виде: силовой преобразовательной техники, мощных прокатных станов, электросталеплавильного оборудования, сварочного производства и т.д., данное обстоятельство приводит к существенному увеличению уровня электромагнитных искажений в электрических сетях. Эти искажения, в зависимости от их вида, мощности и продолжительности отрицательно влияют на силовое электрооборудование, электроавтоматику, релейную защиту, учет электроэнергии, изоляцию. Что в некоторых случаях может привести к увеличению потерь электроэнергии, снижению надежности электроснабжения, аварийным режимам работы электроустановок, снижение качества и количества выпускаемой продукции. Вышеперечисленные обстоятельства обуславливают необходимость непрерывного наблюдения за состоянием качества электрической энергии.
При контроле в соответствии с ГОСТ 32144-2013 проводятся измерения только показателей качества электроэнергии (ПКЭ). Результаты измерений такого контроля представляются за весь интервал наблюдения (не менее 7 суток) в форме специального протокола. При этом в конечном итоге необходимо получить ответ на вопрос, соответствует качество электроэнергии установленным требованиям или нет. Однако по данному виду анализа качества электроэнергии не всегда возможно определить причины ухудшения электромагнитной обстановки, виновника этих ухудшений, правильность работы компенсирующих устройств, кроме того, учитывая непредсказуемость ряда явлений, влияющих на напряжение, не представляется возможным установить определенные допустимые границы значений для соответствующих характеристик напряжения. Поэтому изменения характеристик напряжения, связанные с такими явлениями, как например, провалы и прерывания напряжения, перенапряжения и импульсные напряжения в стандарте не нормируются. При заключении договоров на поставку или передачу электрической энергии следует учитывать статистические данные (накопленные при длительных измерениях ПКЭ), относящиеся к таким характеристикам.
Все эти недостатки можно решить путем непрерывного измерения показателей качества электроэнергии - мониторингом.
Цель работы - разработка стационарной системы мониторинга качества электрической энергии.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи исследования:
- измерение показателей качества электроэнергии непосредственно на электрической подстанции с нелинейными, несимметричными и резкопеременными нагрузками и анализ полученных результатов.
- создание математической модели исследуемого объекта.
- сравнение результатов моделирования с данными полученными практическим путем.
- выбор наиболее критических точек подстанции, где необходимо установить средства измерения, число которых должно быть минимально.
Объект исследования - система мониторинга качества электрической энергии.
Предмет исследования - получение данных о различных параметрах качества электрической энергии, их статистический сбор, оценка ожидаемых изменений состояния электромагнитной среды по полученным ранее данным.
Научная новизна заключается в создании стационарной системы мониторинга (непрерывных измерений параметров) качества электроэнергии.
Практическая значимость работы:
- Контроль соответствия ПКЭ нормам ГОСТ 32144-2013;
- Статистический сбор информации о характеристиках системы электроснабжения;
- Управление качеством электроэнергии в настоящий момент и в перспективе;
- Определение влияния фактического и долевого вклада потребителя на ПКЭ в точке общего присоединения.
В выпускной квалификационной работе были рассмотрены распространенные методики оценки влияния вклада потребителей на качество электрической энергии, определено, что ни один из методов не является универсальным и может неверно определять фактический вклад.
Произведены измерения показателей качества электроэнергии на сторонах ВН и НН силового трансформатора на главной понижающей подстанции с искажающими потребителями. После анализа измерений, сделан вывод о неопределенности происхождения некоторых помех (как энергосистема может являться источником искажений для стороны НН, так и наоборот, потребители могут являться источником искажения для стороны ВН).
Следующим этапом было создание компьютерной модели исследуемой ГПН. Результатом моделирования стало: определение проникновения части мощности помех генерируемых потребителями на сторону ВН. При этом, учитывая отсутствие источников искажения у энергосистемы в модели, и сравнивая полученный результат с данными практических измерений, можно прийти к выводу, что энергосистема также является источником искажений.
Итогом исследований стала разработка стационарной системы мониторинга качества электрической энергии для рассматриваемой подстанции. Была описана иерархическая структура СМКЭ, определены технические требования к средствам измерений и выбраны места их подключения. Система мониторинга КЭ призвана определить фактический вклад каждой из подсистем (энергосистемы и потребителей) в ПКЭ на ГПП.
Кроме того, данная система мониторинга качества электроэнергии может быть предназначена для:
- контроля соответствия ПКЭ установленным требованиям;
- доступа к характеристикам системы электроснабжения (параметры режима, потери электроэнергии, оказываемые услуги и т.п.);
- характеристики особенностей конкретной сети (перетоки мощности, график нагрузки и т.п.);
- обнаружения и устранения последствий аварийных ситуаций;
- продвижения в области новых исследований, разработки рекомендаций;
- управления режимами работы электрических систем с учетом обеспечения КЭ;
- регулирования договорных отношений между поставщиками и потребителями электрической энергии, осуществляемое совместно сетевыми и энергосбытовыми компаниями;
- сбора статистической информации, необходимой вновь присоединяемым потребителям
- анализа работы фильтрокомпенсирующих устройств.
