Спосіб компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж

Реферат: UA 68719 U UA 68719 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області електроенергетики, а саме управління режимами електроенергетичних систем. Відомий спосіб оптимізації потокорозподілу потужності в неоднорідних електричних мереж (ЕМ) є використання трансформаторів з поздовжньо-поперечним регулюванням (ТППP) з двома-трьома групами регулювальних вольтододаткових трансформаторів, які включаються послідовно в колах заземлення нейтралей автотрансформаторів [Холмский В.Г. Расчет и оптимизация режимов электрических сетей / Холмский В. Г. - М.: Высш. школа, 1975. - 280 с.]. В цьому способі: вибирають місце установки ТППР; вимірюють напруги в контрольованих вузлах електричної мережі; вимірюють струми в контрольованих перерізах; визначають чутливість параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей; визначають параметри і межі регулювання пристрою регулювання; корегують установку відгалужень трансформаторів з пристроєм регулювання без збудження (ПБЗ), що потрапляють в зону дії цього пристрою. Недоліком такого способу є: низька ефективність регулювання внаслідок: не врахування (при ранжуванні трансформаторів, які приймають участь в процесі регулювання параметрів режиму EEC, у відповідності до їх регулюючого ефекту) впливу трансформаторів на загальносистемні втрати потужності; не врахування вартості втраченої електричної енергії в результаті роботи по ремонтній схемі, не врахування вартості понаднормованих технічних втрат потужності, які спричинені відхиленням поточного значення технічних втрат активної потужності від їх нормативного значення, а також від вартості електроенергії та від часу між перемиканнями. За найближчий аналог вибраний спосіб оптимізації неоднорідних електричних мереж використання крос-трансформаторних технологій (Ольшванг М.В. Особенности кросстрансформаторной технологии транспортирования энергии по сетям 110-765 кВ / Ольшванг М.В. // Электро. - 2004, - №2. - С. 52), в якому: встановлюють КТ (крос-трансформатор); визначають транзитні та загальносистемні втрати ЕМ; вибирають параметри встановлювального КТ; визначають величину зрівнювальної електрорушійної сили (е.р.с.); вимірюють напруги в контрольованих вузлах електричної мережі; визначають чутливість параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей. Таким чином, лінійний регулятор, здійснює витіснення транзитних потоків потужності з мереж нижчої напруги в мережі вищої напруги, а також оптимізує потокорозподіл в режимах максимальних навантажень. Недоліки даного способу: недостатня ефективність роботи EEC через: не врахування впливу неоднорідності електричних мереж EEC та взаємовпливу паралельно працюючих неоднорідних ЕМ на загальносистемнi показники, такі як: сумарні втрати активної потужності в електроенергетичній системі, втрати від транзитних перетоків потужності; непостійного значення встановленого кута зсуву фаз, а саме, при максимальному режимі роботи мережі фазовий кут має одне значення, при мінімальному режимі інше, а при різних значеннях величини транзитної потужності, кут зсуву фаз змінюється. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж, який шляхом розташування крос-трансформаторів в таких місцях електричної мережі, які відповідають максимальному значенню чутливості узагальненого показника неоднорідності до місця розташування цього регулятора, а також шляхом такої зміни параметрів крос-трансформаторів, що змінюють потоки потужності по лініях електропередач електроенергетичної системи, яка наближає реальний потокорозподіл до розподілу потоків потужності в однорідній мережі та зменшує додаткові втрати електроенергії, викликані неоднорідністю магістральних і розподільних електричних мереж, а це приводить до підвищення ефективності роботи електроенергетичної системи за рахунок: врахування впливу неоднорідності електричних мереж EEC та взаємовпливу паралельно працюючих неоднорідних ЕМ на загальносистемні показники, такі як: сумарні втрати активної потужності в електроенергетичній системі, втрати від транзитних перетоків потужності; при постійному значенні встановленого кута зсуву фаз. Поставлена задача вирішується так, що в способі компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж: вимірюють величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, визначають транзитні та загальносистемні втрати електричної потужності в лініях електропередач в електричних мережах, визначають величину зрівнювальної електрорушійної сили, вибирають параметри встановлювального крос-трансформатора, визначають чутливість параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей, причому, згідно з запропонованим способом, додатково: спочатку визначають узагальнений показник неоднорідності усієї EEC; далі визначають чутливість узагальненого показника неоднорідності 1 UA 68719 U 5 10 15 до місця установки крос-трансформатора; далі визначають місце установки кространсформатора, за максимальним значенням чутливості узагальненого показника неоднорідності до місця його установки; далі встановлюють крос-трансформатор у визначене місце; далі, після визначення чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей, визначають оптимальний модуль зрівнювальної е.р.с. і кут зсуву фаз напруг на шинах контрольованої підстанції, значення якого є постійним і еквівалентним зменшенню неоднорідності EEC; далі виконують контрольний розрахунок узагальненого показника неоднорідності; далі встановлюють реальний вплив крос-трансформатора на сумарні втрати потужності в EEC і втрати від транзитних перетікань; далі, в разі необхідності, змінюють поточні параметри встановлених крос-трансформаторів на оптимальні. За допомогою корисної моделі підвищується ефективність роботи електроенергетичної системи за рахунок: врахування впливу неоднорідності електричних мереж EEC та взаємовпливу паралельно працюючих неоднорідних ЕМ на загальносистемні показники, такі як: сумарні втрати активної потужності в електроенергетичній системі, втрати від транзитних перетоків потужності та за рахунок постійної величини встановленого кута зсуву фаз. На кресленні представлені фрагмент схеми електроенергетичної системи з електричними мережами вищої і нижчої напруг, з автотрансформаторами AT1 та АТ2, з крос 20 25 30 трансформатором КТ, напрямок зрівнювальної електрорушійної сили ( Езр ) в контурі та послідовність дій з компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж у вигляді алгоритму. Спосіб реалізується наступним чином: визначають узагальнений показник неоднорідності усієї EEC за формулою  (1)   Mt xr 1  x вrв 1Mt , де rв , x в - діагональні матриці активних і реактивних опорів гілок EEC, r , x - активна та реактивна складові матриці опорів вузлів, Mt - транспонована матриця з'єднань гілок у вузлах; визначають чутливість узагальненого показника неоднорідності до місця установки кространсформатора; далі визначають місце установки крос-трансформатора, за максимальним значенням чутливості узагальненого показника неоднорідності до місця його установки; далі встановлюють крос-трансформатор у визначене місце; далі вимірюють величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі; визначають загальносистемні втрати активної потужності, використовуючи програму розрахунку усталеного режиму; визначають втрати від транзитних перетоків потужності за формулою    (2)  Sв  Т S ,  35   де  Sв - вектор сумарних втрат у гілках схеми; S - вектор потужностей у вузлах; Т матриця коефіцієнтів розподілу втрат потужності у гілках схеми в залежності від потужності у вузлах схеми, коефіцієнти якої показують, яку частку в сумарних втратах в і-й гілці складає протікання по ній потужності до кожного вузла схеми, і кожний і-й рядок якої визначається     1 (3) T i  (Ut Mi ) Ci U Д ,   де U t - транспонований вектор напруг у вузлах включаючи і базисний; UД - діагональна матриця напруг у вузлах включаючи і базисний; Mi - і-й вектор-стовпець матриці з'єднань гілок  у вузлах включаючи і балансуючий; Ci -і-й вектор-рядок матриці розподілу струмів у вузлах по гілках схеми; розраховують значення зрівнювальної е.р.с. в контурах схеми EEC, за формулою    Е зр  jrвM1 J , 40 (4) 1 де   N x вrв  x к rк1N - матриця показників неоднорідності EEC відносно контурів; rв , x в діагональні матриці опорів гілок дерева схеми EEC; r , x - діагональні матриці опорів контурів;  45 M , N - матриці з'єднань гілок у вузлах і контурах дерева схеми EEC; J - вектор струмів у вузлах схеми EEC у базовому режимі; далі на основі формули (4) визначають оптимальний модуль зрівнювальної е.р.с. та оптимальний параметр встановлюваного крос-трансформатора, а саме - кут зсуву фаз (значення коефіцієнта трансформації крос-трансформатора є постійною величиною і еквівалентне зменшенню неоднорідності EEC); визначають чутливість параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей; визначають оптимальний модуль 2 UA68719 U 5 10 15 20 зрівнювальної е.р.с. і кут зсуву фаз напруг на шинах контрольованої підстанції, значення якого є постійним і еквівалентним зменшенню неоднорідності EEC; далі, вводячи в схему електричної мережі контурну зрівнювальну е.р.с, тобто встановлюючи на крос-трансформаторі визначене постійне оптимальне значення коефіцієнта трансформації, змінюють потоки потужності в електроенергетичній системі встановленим лінійним регулятором, виконують контрольний розрахунок узагальненого показника неоднорідності за формулою (1); встановлюють реальний вплив крос-трансформатора на сумарні втрати потужності в EEC і втрати від транзитних перетікань; далі, в разі необхідності, змінюють поточні параметри встановлених кространсформаторів на оптимальні. Таким чином, при використанні такого способу, зростає ефективність роботи електроенергетичних систем: за рахунок врахування та зменшення впливу неоднорідності електричних мереж, за рахунок зменшення взаємовпливу паралельно працюючих неоднорідних електричних мереж на загальносистемні показники та за рахунок зменшення сумарних втрат активної потужності в електроенергетичній системі шляхом перерозподілу і зменшення додаткових потоків потужності, зумовлених транзитними потоками потужності і взаємовпливом електричних мереж. Пропонований спосіб дозволяє ефективно використати вплив електрорушійної сили крос-трансформатора на потокорозподіл потужності для розвантаження мережі нижчої напруги і завантаження мережі вищої напруги, в результаті чого підвищуються ефективність використання крос-трансформатора в електроенергетичній системі та якість функціонування цієї системи в цілому. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 Спосіб компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж, що полягає в вимірюванні величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, визначенні транзитних та загальносистемних втрат електричної потужності в лініях електропередач в електричних мережах, визначенні величини зрівнювальної електрорушійної сили, вибиранні параметрів встановлювального крос-трансформатора, визначенні чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей, який відрізняється тим, що: спочатку визначають узагальнений показник неоднорідності усієї електроенергетичної системи, після чого визначають чутливість узагальненого показника неоднорідності до місця установки кространсформатора, далі визначають місце установки крос-трансформатора, за максимальним значенням чутливості узагальненого показника неоднорідності до місця його установки, встановлюють крос-трансформатор у визначене місце, після визначення чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей, визначають оптимальний модуль зрівнювальної електрорушійної сили і кут зсуву фаз напруг на шинах контрольованої підстанції, значення якого є постійним і еквівалентним зменшенню неоднорідності електроенергетичної системи, виконують контрольний розрахунок узагальненого показника неоднорідності, встановлюють реальний вплив крос-трансформатора на сумарні втрати потужності в електроенергетичній системі і втрати від транзитних перетікань, змінюють поточні параметри встановлених крос-трансформаторів на оптимальні. 3 UA 68719 U Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4