19. Лекция № 19

19.1. Особенности регулирования напряжения в распределителных и системообразующих сетях высших напряжений.

К этому классу обычно относятся сети с номинальным напряжением , объединяющие по высшему напряжению центры пита­ния городских, сельских, промышленных потребителей. В дальнейшем системообразующие сети с будем условно называть питающими электрическими сетями (ПЭС), [4].

В отличие от местных сетей ПЭС имеют радиально-кольцевую структуру с большим количеством замкнутых контуров. Дело в том, что при переходе к новой ступени номинального напряжения в связи с ростом нагрузок и развитием ЭЭС старая сеть не демонтируется и сеть нового номинального напряжения как бы "накладывается" на сущест­вующую сеть.

Режимы ПЭС и местных сетей, присоединенных в ЦП питающей сети, можно рассматривать независимо друг от друга, поэто­му для расчетов по регулированию напряжения в ПЭС местную сеть можно представить приведенной нагрузкой на шинах ВН соответствующего ЦП.

Потери активной мощности в правильно спроектированных ПЭС составляют обычно 3-5% от передаваемой мощности. Путем централизованного координированного управления регулирующими устройствами, как показывают расчеты, можно снизить потери активной мощности на 1 - 2%, причем это мероприятие относится к малозатратным.

Что касается допустимых уровней напряжения, то его повышение ограничивается условиями работы изоляции и составляет + а понижение - в основном условиями устойчивости (частично - режимами сети, присоединенной к рассматриваемому ЦП) и составляет .

В ПЭС, которые состоят в основном из воздушных линий электропередачи и трансформаторов, активные сопротивления элементов намного меньше реактивных. При этом, как это следует из уравнений установившегося режима ЭЭС, распределение реактивных мощностей определяется в основном уровнями напряжения, а активных мощностей - фазными углами векторов напряжений. Это позволяет рассматривать реактивное потокораспределение независимо от активного и решать задачу регулирования напряжения при заданном распределений активных мощностей, что намного ее упрощает.

При определении потерь напряжения в ПЭС следует учитывать (за исключением ПЭС 110 кВ) поперечную составляющую, которая оказывается большой.

Из сказанного следует, что основной критерий регулирования напряжения в ПЭС - экономический (минимум потерь активной мощ­ности) при соблюдении режимных и технических ограничений по допустимым уровням напряжений и диапазону регулирующих устройств.

При рассмотрении сетей с необходимо кроме перечисленных выше особенностей учитывать потери активной мощности на корону в линиях электропередачи.

При проектировании развития ПЭС и их реконструкции комплексно решаются вопросы обеспечения баланса реактивной мощности и выявления условий регулирования напряжения в сети, обоснования пунктов размещения регулирующих устройств, выбора их типа и мощности.

При проектировании прежде всего необходимо обеспечить управляемость ЭЭС по напряжению и реактивной мощности. Под этим понимается возможность выдерживания допустимых напряжений во всех точках ЭЭС в нормальных и послеаварийных режимах ее работы обусловленных изменением нагрузок и состава работающего оборудования [4]:

(19.1)

Здесь U - вектор напряжений в узловых (контрольных) точках ПЭС;

П - вектор параметров режима регулирующих устройств;

- соответственно векторы нижних и верхних допустимых пределов изменения величин.

Расстановка дополнительных источников реактивной мощности в ПЭС с целью снижения потерь активной мощности - задача технико-экономическая, поскольку здесь следует сопоставить затраты на установку нового оборудования с эффектом от экономии потерь. Задача должна решаться конкретно для каждого проекта развития ПЭС на основе сопоставления возможных вариантов. Можно ожидать, что с ростом стоимости потерянной энергии и удешевлением источников реактивной мощности, особенно статических ИРМ, установка дополнительных источников будет выгодна.

При планировании режимов на основе прогнозов нагрузки и состава работающего оборудования заблаговременно рассчитываются оптимальные режимы напряжений на заданный интервал времени, например на следующие сутки. Оптимальные режимы рассчитываются на ЭВМ в АСДУ в результате решения следующей задачи:

(19.2)

(19.3)

где - суммарные потери активной мощности в ПЭС. Задача вида (19.2) относится к задачам нелинейного математического программирования

Полученные таким образом графики оптимальных напряжений передаются на энергообъекты (электростанции, подстанции с регули­рующими устройствами), где и должны выдерживаться оперативным персоналом или автоматическими устройствами - локальными САР.