1 Пригцип работы орпм

На Западе система ОРПМ получила название Unified Power Flow Controller (UPFC) (унифицированная система управления энергопотоками). Это наиболее сложная из систем FACTS, позволяющая осуществлять глубокое и комплексное воздействие на характеристики и режимы электропередачи переменного тока. Основное назначение устройства ОРПМ – регулирование потоков мощности в линиях переменного тока, улучшение качества электроэнергии, повышение устойчивости и дальности электропередачи.

На рисунке 1.1 представлена эквивалентная электрическая схема линии электропередачи (ЛЭП) с двумя генераторами, в которой между напряжениями и включается устройство ОРПМ.

Рисунок 1.1 – Эквивалентная схема включения устройства ОРПМ в ЛЭП

Основой устройства являются два преобразователя напряжения, соединенные между собой последовательно через шины постоянного тока (см. рисунок 1.2): параллельный преобразователь ПН1 и последовательный преобразователь ПН2.

Рисунок 1.2 – Структурная схема устройства ОРПМ

Поскольку преобразователи ПН1 и ПН2 выполнены на инверторов напряжения с широтно – импульсной модуляцией, они могут работать в четырех квадрантах комплексной плоскости, т.е. быть выпрямителем или инвертором, и могут как потреблять, так и генерировать реактивную мощность в каждом из этих режимов. Образуемая преобразователями ПН1 и ПН2 вставка постоянного тока пониженной мощности может управлять режимами работы ЛЭП.

Преобразователь ПН1, связанный с шинами подстанции через трансформатор питания ТП, выполняет две функции. Первая функция заключается в создании контура циркуляции управляемой активной мощности между линией и преобразователями, вторая – в стабилизации напряжения на шинах подстанции U₁ путем поперечной компенсации реактивной мощности. Преобразователь ПН2 обеспечивает выполнение основных функций управления системы ОРПМ: формирование добавочного напряжение , которое вводится в линию с помощью последовательно включенного в нее трансформатора ПТ.

На рисунке 1.3 показана векторная диаграмма, поясняющая принцип работы устройства. Передаваемую активную и реактивную мощность в конце линии

можно определить следующим образом [11]:

(1.1)

	Принцип работы устройства основан на регулировании в широком диапазоне величины амплитуды напряжения ( ) и фазового угла ( ) добавочного напряжения Это позволяет изменять амплитуду напряжения в начале линии U2, индуктивное сопротивление ЛЭП , а также фазовый угол между напряжениями по концам линии , и в соответствии с формулой (1.1), поток передаваемой мощности.
Рисунок 1.3 – Принцип работы ОРПМ

2 Описание особенностей ээc архангельской области и ее математической модели в системе matlab

2.1 Общая характеристика ээc Архангельской области

Централизованное электроснабжение потребителей области осуществляется от трех ТЭЦ ГУ ОАО «ТГК 2» суммарной установленной мощностью 1048,5 МВт (Архангельская ТЭЦ, ТЭЦ1, и ТЭЦ2 г. Северодвинска), а также от ТЭЦ блок – станций, принадлежащих предприятиям целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленности суммарной мощностью 631 МВт. Блок – станции обеспечивают в основном собственных потребителей с выдачей свободной мощности в электрические сети филиала ОАО «МРСК Северо – Запада» «Архэнерго». Часть электрической энергии Архангельская область получает с оптового рынка энергии и мощности из ЕНЭС России. Централизованным электроснабжением охвачено 70 % территории, на которой проживает 95 % населения [13].

Системообразующая сеть Архангельской области представлена воздушными линиями напряжением 220 – 110 кВ и имеет протяженность 4812,8 км. С востока энергосистема граничит с энергосистемой республики Коми, с юга граничит с Вологодской энергосистемой.

ЭЭС Архангельской области представлена двумя крупными энергорайонами: избыточный по генерации Архангельский энергоузел и дефицитный Котласский энергоузел. Особенности Архангельского энергоузла: в нем сосредоточена практически вся генерация, но из-за имеющихся сетевых ограничений по сечению Плесецк – Няндома часть мощности является невыпускаемой. Особенности Котласского энергоузла: полное потребление узла покрывается только с учетом внешних перетоков: из ОЭС Центра и энергосистемы Коми. Энергосистема Архангельской области не имеет непосредственной электрической связи с ОЭС Северо — Запада, а связана с энергосистемой Вологодской области (ОЭС Центра, центр питания расположен около города Вологды) и с энергосистемой Республики Коми.

Также одной из главных проблем энергосистемы области ­ – большая доля потерь активной мощности в сети, которая составляет 9%. В то время как в центральной части России эти потери составляют 3,5%.

В этих условиях разработка и развитие новых форм и средств комплексного управления режимами ЭЭС с использованием их обобщенных характеристик дает возможность решать проблему организации экономичных режимов ЭЭС, при которых суммарные потери активной мощности (энергии) в сети минимизированы. Одной из таких оптимизационных задач является уменьшение суммарных потерь

активной мощности при изменении (регулировании или компенсации) реактивных мощностей в узлах сети.