Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 31 мая 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Энергетика

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Горюнов С.С., Черодченко А.К. ОПТИМИЗАЦИЯ МОЩНОСТИ И МЕСТ РАЗМЕЩЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(52). URL: https://sibac.info/archive/technic/5(52).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 20 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ОПТИМИЗАЦИЯ МОЩНОСТИ И МЕСТ РАЗМЕЩЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Горюнов Сергей Сергеевич

магистр 1 курса, кафедра электротехника и электроника ДГТУ,

РФ, г. Ростов-на-Дону

Черодченко Артем Константинович

студент 2 курса, кафедра автотранспортные, строительные и дорожные средства ДГТУ,

РФ, г. Ростов-на-Дону

Хлебников Владимир Константинович

научный руководитель,

проф., канд. техн. наук, доцент ДГТУ,

РФ, г. Ростов-на-Дону

Оптимизация мощности и мест размещения источников реактивной мощности.

При технико-экономической оценке вариантов развития электрической сети важным показателем являются потери электроэнергии. В каждом из сравниваемых вариантов сети определяются потери электроэнергии и мощности в оптимальном для данного варианта сети режиме.

 

Рисунок 1. Схема замещения проектируемой электрической сети

 

В данном варианте потери электроэнергии составили 13.37 МВт (рис. 2). Все расчеты выполнены с помощью программы «RastrWin3».

 

Рисунок 2. Потери электроэнергии в данном варианте электросети

 

Рассчитав возможные значения коэффициентов трансформации автотрансформаторов с РПН на подстанциях ПС-А и ПС-Г, выполняется коррекция данных в таблицах «Узлы», «Ветви», «Районы» для определения структуры потерь мощности. При вариации коэффициентов трансформации автотрансформаторов ПС-А и ПС-Г выбирается режим с минимальными потерями активной мощности.

На подстанциях ПС-А и ПС-Г установлены автотрансформаторы АТДЦТН-125000/220 с РПН на стороне СН ±6x2 %. Для автотрансформаторов с РПН на стороне СН коэффициент трансформации зависит от числа ступеней относительно среднего ответвления (±6) и ступеней регулирования РПН в относительных единицах (0,02). Значения  для автотрансформаторов ПС-А, ПС-Г приведены в табл. 1.

Таблица 1

Коэффициенты трансформации автотрансформаторов с РПН

n

6

5

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

-5

-6

0,589

0,579

0,568

0,558

0,547

0,537

0,526

0,516

0,505

0,495

0,484

0,473

0,463

 

Изменяя коэффициенты трансформации  на подстанциях 220/110 кВ, можно регулировать потоки мощности в неоднородном контуре, образованном ЛЭП 220 кВ, автотрансформаторами и ЛЭП 110 кВ. При этом будут меняться потери активной мощности. Выполнив серию расчётов при различных сочетаниях  подстанций 220/110 кВ (ветви 205 – 112, 206 – 114 схемы), можно найти режим, в котором потери активной мощности будут минимальными при соблюдении ограничений по напряжениям узлов и загрузке ветвей. Такой режим называется оптимальным.

Для фиксации потерь мощности в программном модуле «RastrWin», в каждом из рассматриваемых режимов указывается номер района и его название. В таблице «Район» в столбце «Dp» извлекаются суммарные потери активной мощности.

Допустимость режима претендента на оптимальность проверяется по уровням напряжения в узлах и соответствия расчётных токов предельно допустимыми (рис. 5). Если ввести этот режим в допустимую область невозможно, то необходимо перейти к рассмотрению допустимости следующего режима с несколько большими потерями мощности. Режим допустимый по напряжению узлов и токов ветвей с возможно меньшими потерями активной мощности и будет оптимальным (рис. 3).

Таблица 2

Потери активной мощности при регулировании коэффициентов трансформации подстанций 220/110 кВ.

 

 

 АТ ПС-А

0.589

0.579

0.568

0.558

0.547

  АТ ПС-Г

0.589

11.61

11.73

11.9

12.11

12.41

0.579

11.67

11.68

11.87

12.02

12.29

0.568

11.79

11.8

11.90

11.98

12.19

0.558

11.97

11.93

11.96

12

12.14

0.547

12.25

12.13

12.08

12.08

12.15

0.537

12.53

12.4

12.27

12.25

12.24

0.526

12.95

12.73

12.56

12.48

12.4

 

Режим допустимый по напряжению узлов и токов ветвей с меньшими потерями активной мощности является оптимальным с коэффициентов трансформации подстанций 220/110 Кв   равным 0.589 (табл. 2).

 

Рисунок 3. Потери электроэнергии электросети после регулировании коэффициентов трансформации подстанций 220/110 кВ.

 

 При проектировании электрической сети при известном плане строительства электростанций формируется баланс реактивной мощности по сети в целом. В процессе формирования такого баланса решаются две задачи: техническая и экономическая. Решением технической задачи являются минимальные значения мощностей компенсирующих устройств (например, БСК), обеспечивающих допустимые уровни напряжений в узлах сети. При решении экономической задачи определяются дополнительные мощности БСК, снижающие потери мощности и электроэнергии в сети. На стадии проектирования электрической сети используется упрощённая методика определения мощностей и мест установки БСК в сети 110 кВ, обеспечивающая поддержание баланса реактивной мощности при нормативных уровнях напряжения и снижение потерь мощности и электроэнергии.

Для того, чтобы выбрать мощность БСК, необходимо:

  1. Определить естественное значение коэффициента реактивной мощности  нагрузок всех подстанций 110 кВ (табл. 3).
  2. Вычислить число часов максимальных потерь мощности в электрической сети.
  3. Определить оптимальное значения  на шинах 10 кВ подстанций 110 кВ (табл. 4).
  4. Выбрать мощность БСК, обеспечивающую оптимальное значение  на шинах подстанций 110 кВ (табл. 5).

 

Таблица 3

Параметры ЛЭП электросети

Тип

Название

ЛЭП

201

202

ЭС       - ПС-А ВН

-201

-168

0.835215

261,9

ЛЭП

201

203

ЭС       - ПС-В ВН

-224

-186

0.828437

291,0

ЛЭП

202

203

ПС-А ВН  - ПС-В ВН

-3

10

-3.74641

10,9

ЛЭП

203

204

ПС-В ВН  - ПС-Г ВН

-143

-124

0.868197

189,4

ЛЭП

112

115

ПС-А СН  - ПС-Б ВН

-32

-17

0.547089

36,1

ЛЭП

112

114

ПС-А СН  - ПС-Г СН

-7

-5

0.771867

8,6

ЛЭП

112

116

ПС-А СН  - ПС-2 ВН

-45

-36

0.784065

57,8

ЛЭП

114

117

ПС-Г СН  - ПС-1 ВН

-58

-46

0.796554

73,8

ЛЭП

115

113

ПС-Б ВН  - ПС-3 ВН

-6

-3

0.45439

6,5

ЛЭП

117

116

ПС-1 ВН  - ПС-2 ВН

6

6

0.882307

8,6

 

 

Таблица 4

Параметры подстанций на шинах 10 кВ

Тип

Назв.

L,км. 220

tg опт

 l,км 110

Нагр

1

ПС-1

10

63

42

0,7

 

64

 

132.8

0.37

17.8

Нагр

2

ПС-2

10

38

25

0.784

131.45

47,6

0.36

57,8

0.5

26

Нагр

3

ПС-3

10

6,0

4,0

0.547

194.3

36,1

0.18

146

0.35

83.2

Нагр

4

ПС-Б

10

10

5,0

0.547

194.3

36,1

0.18

117

0.5

54

 

Число часов максимальный потерь зависит от коэффициента заполнения суммарной нагрузки сети и числа часов использования максимальной нагрузки сети равной .



Рисунок 4. Обобщённые расчётные кривые для определения оптимального коэффициента мощности

 

Где: L – удалённость ЦП подстанции 220 – 330 кВ от электростанции;

l – удалённость подстанции 110 кВ от ЦП.

Параметр кривых

где,  – допускаемая по нагреву передаваемая мощность, МВ·А;

  – расчётная нагрузка головного участка ВЛ 110 кВ, МВ·А.

 

Для подстанции 110 кВ, находящейся в точке потокораздела реактивных мощностей, оптимальное значение коэффициента реактивной мощности определяется отдельно для каждой питающей ВЛ (,), а затем находится его общее значение для нагрузки подстанции в целом.

 

Таблица 5

Ёмкостная проводимость БСК

1

20.79

9.6+12.0=21.6

0.216

2

10.792

12

0.12

3

1.182

1.2

0.012

4

0.47

1.2

0.012

 

 

 
 

Рисунок 5. Потери после установки БСК.

 

Заключение: Сопоставляя потери активной мощности в сети до и после ввода БСК можно сделать вывод, что установка БСК на ПС НН в качестве составной части компенсаторов реактивной мощности и регулировании коэффициентов трансформации подстанций 220/110 кВ, снижает потери активной мощности на 3.86 МВт, и говорит о целесообразности установки БСК. Также стоит заметить, что разделение регионов на районы уменьшает экономические издержки и во избежание потерь активной мощности необходимо устанавливать соответствующее оборудование с более точным подбором.

 

Список литературы:

  1. Варварин В. К. Выбор и наладка электрооборудования, Справочное пособие, М., 2006.
  2. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательство «Academia», 2013 г., 320 с.
  3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 7, 2001 - 2004 гг.
  4. Программный комплекс «RastrWin3»: Руководство пользователя / под ред. Неуймин В. Г., Машалов Е. В., Александров А. С., Багрянцев А. А. / Филиал OAO «НИИПТ» «Системы управления энергией» 2012 г.
  5. Проектирование электрических сетей: методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Проектирование электрических сетей» / под ред. Хлебников В.К. / Донской государственный технический университет – Ростов-на-Дону: 2014 г., ДГТУ, 120 с.
  6. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей / Файбисович Д.Л. [и др.] / под ред. Файбисовича Д. Л. – Москва: 4-е издание, 2012 г., изд-во: «ЭНАС», 370 стр.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 20 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.