книги из ГПНТБ / Поспелов, Г. Е. Энергетические системы учеб. пособие

устанавливают специальные контрольные точки, по кото­ рым ведется регулирование напряжения. Они представля­ ют собой наиболее характерные точки сети. Если напряже­ ние в контрольных точках находится в допустимых пре­ делах, значит в большинстве точек системы оно также в допустимых пределах. Контрольные точки обычно выби­ рают на шинах первичного напряжения основных узлов нагрузки и крупных станций.

Уровни напряжения в энергосистеме выбирают из сле­ дующих соображений. В сетях напряжением до 220 кв вклю­ чительно по условиям экономичности режима должен под­ держиваться нанвысшнй технически допустимый уровень напряжения. В данном случае фактором, определяющим экономичность режима, является величина нагрузочных

где Qb h и Qb — зарядная мощность при напряжении (/„

и1,01 U„;

В— реактивная проводимость линии.

100

В электрических сетях напряжением выше 220 кв воз­ растают потери мощности на корону. Для таких сетей в ре­ жиме минимальных нагрузок может оказаться целесооб­ разным снижение уровня напряжения.

4.6. Регулирование напряжения в сложнозамкпутых сетях

На режимы напряжений в системообразующих слож­ нозамкнутых сетях напряжением ПО—750 кв оказывают влияние мощности узлов нагрузки, активные и реактивные нагрузки станций, загрузка компенсирующих устройств, рабочие коэффициенты трансформации (КТ) на трансфор­ маторах связи сетей различных номинальных напряжений. Здесь мы рассмотрим только регулирование напряжения с помощью КТ , полагая, что | активные и реактивные нагрузки распределены между станциями оптимально и в процессе регулирования остаются неизменными. В совре­ менных энергосистемах число подстанций с трансформато­ рами, включенными в замкнутые сети различных номи­ нальных напряжений, может достигать 30—50.

Для регулирования напряжения и управления потоками мощности в замкнутых сетях устанавливают трансформа­ торы с продольно-поперечным регулированием либо толь­ ко с продольным регулированием. Обычные трансформаторы и автотрансформаторы, имеющие ответвления, являются трансформаторами с продольным регулированием.

Рассмотрим воздействие дополнительной э. д. с. Е , вве­ денной в замкнутый контур, на перераспределение потоков активной и реактивной мощностей (рис. 4.20). Эта э. д. с. создаст в контуре уравнительный ток:

где U — напряжение сети, вектор которого направлен по действительной оси.

101

Так как в трансформаторах п воздушных линиях на­ пряжением 750— ПО кв индуктивное сопротивление зна­ чительно больше активного (X Д R ), то

направление уравнительной мощности зависит от знака вво­ димой э. д. с. Таким образом, если в контуре имеются толь­ ко обычные трансформаторы, то они могут создавать урав­ нительную мощность

5ур = /Qyp

и влиять на перераспределение реактивных мощностей.

102

В неоднородных замкнутых сетях естественное распреде­ ление мощностей не является экономичным. Для повыше­ ния к. п. д. сети должны быть созданы соответствующие уравнительные мощности. Задача заключается в том, чтобы из множества сочетаний коэффициентов трансформации (КТ) трансформаторов, включенных в замкнутые контуры, най­ ти такое, которое соответствовало бы наименьшим потерям мощности и обеспечивало хорошее качество напряжения. Поэтому при оптимизации КТ для данного режима энерго­ системы в качестве целевой функции примем суммарные потери мощности в системообразующей сети:

тпряжения рабочего ответвления на транс­ форматоре;

сети.

При нахождении оптимального решения простой перебор всех сочетаний ответвлений практически неприемлем из-за большого объема задачи. Поэтому применяют специальные методы поиска оптимального решения [17]. Рассмотрим ре­ шение этой задачи методом поочередного изменения пара­ метров. Идея этого метода заключается в том, что пронз­

им

вольно выбирают одну из подстанций и на ней производят изменение КТ в случайном направлении (в сторону увели­ чения или уменьшения). При этом определяют значение це­ левой функции (4.7) и сравнивают его с предыдущим зна­ чением. Если шаг оказался успешным, то производят даль­ нейшее изменение этого же КТ в том же направлении. В случае увеличения значения целевой функции изменяют направление шага.

Общее решение на этапе оптимизации КТ /-го трансфор­ матора можно записать в виде следующих рекуррентных вы­ ражений:

ki+i = kt - f А kj sign a;

ется после достижения минимума целевой функции при из­ менении КТ на /-й подстанции.

Блок-схема оптимизации КТ в замкнутых сетях пред­ ставлена на рис. 4.22. В начале расчета устанавливают про­ извольные КТ на всех трансформаторах связи. При выборе начальных значений КТ обычно исходят из определенных соображений, основанных на инженерной интуиции и прак­ тическом опыте. С этими КТ выполняют электрический расчет, по результатам которого определяют суммарные потери мощности в сети (на блок-схеме позиция 1). Выби­ рают очередность обхода подстанций и для /-й подстанции начинают изменять КТ , например в сторону увеличения

(2). В принципе изменения можно начинать и в сторону уменьшения К Т . Если на трансформаторе стояло крайнее

105

а

к

а

СО

CU

О

•В*

о

03

си

н

СО

О

н

S

S •&

СТ)

О

а

о

ч

РЗ

03

03

106

изводят проверку по ограничениям (4.8) для всех узлов и эле­ ментов сети. При невыполнении условии (4.8) хотя бы на од­ ной подстанціи; в первом расчете для у'-і'і подстанции следует перейти к изменению КТ в сторону уменьшения {10), а если ограничения не соблюдаются в результате второго пли последующего расчета, то на /-Й подстанции фиксируют

потери мощности. Шаг изменения КТ считается успешным, если потери в і-м режиме оказываются меньше, чем в пре­ дыдущем (і — 1)-м режиме (7), и тогда производят дальней­ шее изменение КТ в ту же сторону (2). Если потери мощнос­ ти увеличились (позиция 9) и выполнялся первый шаг, то это означает, что неверно выбрано направление обхода КТ

инадо перейти к изменению КТ в сторону уменьшения {10).

Вслучае второго и последующих шагов увеличение потерь мощности показывает, что в {і —■ 1)-м режиме достигнут минимум, и, следовательно, надо зафиксировать КТ из это­ го режима (17).

Если в процессе оптимизации ответвление трансформа­ тора вышло за крайнее ответвление (<§), то фиксируют пре­ дыдущий КТ (17) п переходят к следующей подстанции.

Изменения КТ в сторону уменьшения производят ана­ логичным образом (позиции 10— 16).

Поочередный обход всех трансформаторов {2— 19) вы­ полняют несколько раз. После каждого обхода сравнивают потери мощности в конце ц-го и {и + І)-го обходов. Расчет заканчивают в том случае, если

А Р,,+1— А Ри <>■о Р,

где б Р — некоторая заданная величина потерь, определяю­ щая точность расчетов.

Изложенный метод не всегда позволяет найти глобаль­ ный минимум. Если исходное сочетание ответвлений нахо­ дилось в области притяжения глобального минимума (рис.

и будет достигнут только локальный минимум потерь (точ­

107

ка 4'), так как не удается выбраться из «ямы» и перейти линию О, соответствующую наибольшим потерям. Однако практи­ ческие расчеты показывают, что величина потерь мощности в локальных минимумах близка к глобальному ми­ нимуму. В этих условиях, очевидно, более правильно считать получаемое соче­

работы энергосистемы.

Ввиду большого объема вычислений поиск рационально­ го сочетания ответвлений трансформаторов производят с помощью ЭЦ ВМ или моделей переменного тока.

4.7. Особенности регулирования напряжения в условиях избытка и дефицита реактивной мощности

Избыток и дефицит реактивной мощности могут появлять­ ся как в нормальных, так и послеаварийных режимах энер­ госистемы. Показателем избытка реактивной мощности яв­ ляются повышенные напряжения, а дефицита реактивной мощности — пониженные величины напряжений в систе­ мообразующей сети.

В нормальных режимах избыток реактивной мощности обычно возникает при малых нагрузках энергосистемы. Например, в ночной и дневной минимум воскресных и празд­ ничных дней нагрузка составляет лишь 20—40% макси­ мальной нагрузки рабочего дня недели. В этих условиях линии работают с нагрузкой значительно ниже натуральной, и поэтому зарядные мощности значительно превосходят потери реактивной мощности. В результате создаются до­

108

полнительные источники реактивной мощности, которые повышают уровни напряжения.

Для снижения напряжения синхронные компенсаторы и частично генераторы переводят в режим недовозбуждення, создавая таким образом дополнительное потребление реак­ тивной мощности. В некоторых случаях может потребовать­ ся отключение в замкнутых сетях малозагруженных линий.

Наибольшую опасность представляют избытки реактив­ ной мощности в послеаварийных режимах при отключении линий напряжением 220—750 кв с одного конца. Зарядные мощности, стекающие с линии, могут повысить напряже­ ния сверх допустимых. Для предотвращения опасных по­ вышений напряжения порядок включения этих линий дол­ жен быть таким, чтобы они не оказывались подключенными только с одного конца к узлу, нагрузка которого соизмерима с зарядной мощностью линии.

Дефицит реактивной мощности может быть общесис­ темным и местным. При общесистемном дефиците снижа­ ются напряжения в большинстве узлов системообразую­ щей сети. Повышение напряжений в условиях дефицита осу­ ществляется двумя путями:

1)максимальным использованием реактивной мощнос­ ти источников питания;

2)максимально до­

жении. При загрузке генератора до полной активной мощности Р и он сможет нести реактивную мощность, рав­

109