АННОТАЦИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 10
1 АНАЛИЗ РЕЖИМОВ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ 12
1.1 Параметры сети 12
1.2 Моделирование режимов электрической сети 13
1.3 Анализ режимов сети 14
1.3.1 Анализ максимального режима 14
1.3.2 Анализ минимального режима 20
1.3.3 Анализ послеаварийного режима 27
2 ВЛИЯНИЕ МАССОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ
КОМПАКТИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ НОВЫХ МАРОК НА
ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ СЕТИ 41
2.1 Провода компактированные Z-типа марки «AAAC-Z» 41
2.1.1 Область применения 41
2.1.2 Параметры провода AAAC-Z 42
2.2 Провода компактированные Z-типа со стальным сердечником
марки AACSRZ 44
2.2.1 Область применения 44
2.2.2 Параметры провода типа AACSRZ 45
2.3 Провода типа AERO-Z 47
2.3.1 Область применения 47
2.3.2 Параметры провода AERO-Z 48
2.4 Провода типа GZTASCR 49
2.4.1 Область применения 49
2.4.2 Параметры провода GZTASCR 50
2.5 Расчет и анализ режимов работы энергорайона после замены
существующих проводов на провода новых марок 52
2.5.1 Анализ максимального режима работы с применением
проводом типа AAAC-Z 52
2.5.3 Анализ максимального режима работы с применением
проводом типа AERO-Z 61
3 УПРАВЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЕМ НА ВЫВОДАХ СЕТЕВЫХ
АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ 73
3.1 Назначение РПН 73
3.2 Параметры регулирующих устройств 73
3.3 Алгоритмы управления автотрансформатором с АРНТ 75
3.4 Методика оценки эффективности управления напряжением
трансформаторов с помощью АРНТ 77
3.5 Анализ эффективности скалярного управления напряжением на
подстанциях с помощью РПН 78
3.6 Оценка эффективности векторного управления напряжением с
помощью тиристорных фазовращающих устройств 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 121
Главной задачей электрических сетей является бесперебойное обеспечение потребителей электрической энергией нормированного качества. Важными показателями в оценке качества электрической энергии являются: отклонения напряжений узлов сети. А также такие показатели, как потери активной и реактивной мощности. В нормальном установившемся режиме работы эти показатели должны удовлетворять требованиям ГОСТ [1], ПУЭ [5], и ПТЭЭП [4], также должно выполняться равенство произведенной и потребленной энергии. Однако зачастую, показатели надежности электроснабжения и потери мощности отличаются от нормативных значений, что может привести к недоотпуску электроэнергии, а также возникновению аварийных ситуаций.
Для определения параметров сети, а также обнаружения возможных недостатков или проблемных мест в сети необходимо произвести расчет установившегося режима. А также расчет режима минимальных нагрузок и послеава- рийных, вызванных плановым или неплановым ремонтом электросетевого оборудования. Анализируя результаты расчета режимов, можно определить список возможных мероприятий по увеличению надежности и снижению потерь мощности и электроэнергии.
Описанные в данной работе подходы помогут усовершенствовать режимы работы сети, повысить пропускную способность линий и значения показателей качества электрической энергии, снизить потери мощности и, возможно, привести к увеличению надежности энергоснабжения.
Объект исследования - энергорайон с тремя классами напряжения 500220-110 кВ, питаемый от ПС 500 кВ Трачуковская и ПС 500 кВ Сибирская.
Цель работы - оценка эффективности научно-технических решений по оптимизации и управлению режимами работы сети с несколькими классами напряжений на основе современных методов воздействия.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:1. Исследование режимов существующей сети: максимального, минимального и послеаварийных. Определение проблемных участков сети.
2. Применение современных проводов новых марок и оценка их возможностей по улучшению режимов работы, существующей сетей.
3. Оценка эффективности управления напряжением в сети с помощью РПН сетевых трансформаторов и фазовращающих устройств, установленных на узловых подстанциях.
Научная новизна работы - оценка значимости современных методов воздействия на режимные параметры энергосистемы с целью повышения её эффективности и надежности.
Практическая ценность. Полученные в работе результаты позволят:
• снизить потери активной мощности в сетях;
• повысить качество электроснабжения потребителей.
Методы научных исследований. Для решения поставленных задач применялись методы: математического и компьютерного моделирования, методы оптимизации.
В работе рассчитаны и проанализированы характерные режимы работа участка сети 500-220-110 кВ, питаемого от ПС 500 кВ Трачуковская и ПС 500 кВ Сибирская. Выявлено, что в рассматриваемой сети наблюдаются отклонения напряжений в узлах больше допустимых значений ±10% от номинала, а также возможны значительные потери активной мощности в сети.
Показано, что вышеперечисленные проблемы могут быть решены путем применения автоматического цифрового управления напряжением сетевых автотрансформаторов за счет как скалярного, так и векторного. Для этого проанализированы режимы работы сети при регулировании коэффициентов трансформации автотрансформаторов с помощью РПН, а также с помощью тиристорных фазоповоротных устройств, определены зависимости наибольших отклонений напряжений и потерь в узлах и определено, на сколько они будут снижены, если на всех автотрансформаторах в сети будет реализовано АРПН.
По результатам расчетов выявлено, что скалярное регулирование обладает рядом достоинств: реализация управления путем переключения регулировочных обмоток автотрансформатора; применение системы бесконтактного регулирования напряжения; оптимизация уровня напряжения ЛЭП по критерию снижения потерь энергии от нагрева, коронирования и емкостных токов. С помощью регулирования РПН в рассмотренной сети удалось добиться значительного снижения потерь. Потери без регулирования составляли 53,55 МВт, а после регулирования 50,908 МВт.
При этом установлено, что векторное управление при помощи изменения угла ф фазовращающего устройства, установленного последовательно с автотрансформатором, также позволяет решить ряд проблем: в режиме максимальной нагрузки можно разгрузить наиболее загруженную линию, перераспределив потоки мощности оптимальным образом; оптимизация уровня потерь активной мощности в сети; эффективное решение проблемы перераспределения поток мощности. С помощью векторного управления, путем изменения угла
при коэффициенте трансформации автотрансформатора, удалось добиться еще большего снижения потерь в сети с 50,908 МВт до 48,153 МВт.
Также в работе был проанализирован и оценен эффект, возможный в случае замены проводов марки АС на компактированные провода новых марок. Анализ показал, что в целом по сети эффект от массового перехода на новые провода является положительным и будет приводить к снижению общего падения напряжений в сети и уменьшению потери активной и реактивной мощностей.
