СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ И КОНТРОЛЬ ПОТОКА МОЩНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ FACTS

WAYS TO INCREASE LINE CAPACITY AND CONTROL POWER FLOW USING THE FACTS SYSTEM

Azamat Akbaev

student, Department of Automated Electric Power Systems and Power Supply, North Caucasus Federal University,

Russia, Stavropol

Maxim Demin

scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Assoc., North Caucasus Federal University,

Russia, Stavropol

Pavel Zvada

scientific supervisor, senior lecturer North Caucasus Federal University,

Russia, Stavropol

АННОТАЦИЯ

В статье предлагается один из вариантов решения проблемы пропускной способности ЛЭП c использованием системы FACTS.

ABSTRACT

The article suggests one of the solutions to the problem of transmission line capacity using the FACTS system.

Ключевые слова: Увеличение пропускной способности ЛЭП, система FACTS, СТАТКОМ

Keywords: increase of transmission line capacity, FACTS system, STATCOM.

Изменения, происходящие в ЕЭС России и затрагивающие её техническую, экономическую и организационную части, являются наиболее значимыми с момента её создания. Для успешного (надежного, качественного и экономичного) функционирования ИЭС необходимо использовать широкий спектр новейших технических средств и технологий, обладающих возможностью придать сети указанные выше свойства.

Важными проблемами ЕЭС России на сегодняшний день являются: недостаточная пропускная способность основных высоковольтных линий электропередач (ВЛ), малое количество регулирующих устройств, что влечёт за собой неоптимальное потокораспределение.

Очевидно, что экономически крайне невыгодно строительство дополнительных линий для увеличения пропускной способности по сечениям, а также повышения надёжности системы. Возможным решением может стать использование существующих линий электропередач, но с приданием им свойств «управляемых линий» за счет использования современных технических средств и технологий.

Для анализа электрической сети требуется выбрать наиболее лучшую среду моделирования, которые на данный момент, являются наиболее ориентированы, на энергетическую специальность. Для сравнение выбраны две среды это PSCad и MatLab Simulink. Пакет прикладных программ MatLab Simulink из-за сочетания методов моделирования является быстродействующим, что не мало важно в энергетике, модель создается в данной среде.

Рассмотрим задачу, с недостаточной пропускной способностью линии ЛЭП с фактическими исходными данными. (В связи с нераспространением информации на широкую публику названия подстанции и линии были изменены.)

Рисунок 1. Схема участка с недостаточной пропускной способностью

Таблица 1.

Загрузка подстанции на декабрь 2021г.

Основная проблема данной схемы заключается в недостаточной пропускной способности ЛЭП между подстанциями Пс2 и Пс5, что видно в следующей таблице, где рабочий ток превышает длительно допустимый.

Таблица 2

Длительно допустимый ток ЛЭП между Пс2 и Пс5.

Для решения данной задачи сначала нужно определить какое именно Facts устройство необходимо установить для данной сети. Поэтому воспользуемся информацией от ООО «Международная Энергосберегающая Корпорация».

С целью уменьшения трудозатрат заинтересованных лиц и выполнения предварительного выбора типа FACTS устройства была разработана план схема.

Рисунок 2. Участок план схема выбора FACTS устройства

В ходе анализа ситуационной задачи, был определен тип Facts устройство для данной электрической сети. Данным устройством является установка СТАТКОМ.

Модель состоит из отдельных блоков источника питания, генератора синусоидального напряжения, в котором задается амплитудное значение номинального напряжение 35кВ, номинальное частота 50Гц.Трехфазной линии, в котором учтены RL параметры линии, длина и частота самой электрической сети. А также блока подстанции, в котором указано отборы мощностей на самой подстанции, кроме того, здесь указывается соединение обмоток трансформатора, вид нагрузки QL или QC, а также частота.

Рисунок 3. Модель электрической схемы участка

Модель самого СТАТКОМ-а представляет собою регулирования напряжения с использованием трехуровневого нейтрально-зажимного преобразователя источника напряжения. Во время моделирования заданное значение напряжения изменяется, уменьшая и увеличивая переменное напряжение, СТАТКОМ подает необходимую реактивную мощность для поддержания напряжения.

Рисунок 4. Модель электрической схемы участка

Она также состоит из отдельных блоков, таких как Three-Phase Breaker который реализует трехфазный выключатель, открытие и закрытие которого управляется автоматически в зависимости от временного интервала. Блока Three-Phase V-I Measurement, который измеряет ток и напряжение в подключенном месте сети. Блока гармонического RLC фильтра. Фильтр построен из пассивных компонентов RLC.  Блока трехфазного трансформатора, который реализуется тремя однофазными трансформаторами, в котором указывается схема соединения обмоток.

В результате моделирование на отдельных участках сети было выявлено, что наиболее оптимальным местом для установки статкома является подстанция 7. В результате чего снижается рабочий ток между подстанциями 2 и 5, то есть увеличивается пропускная способность ЛЭП.

Список литературы:

1. ГОСТ Р 58085 2018 – Единая энергетическая система и излированно работающие энергосистмы. Оперативно-диспетчерское управление. Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем. Нормы и требования.
2. Положение по управлению режимами работы энергосистем в операционной зоне Филиала АО «СО ЕЭС» Северокавказское РДУ».