Моделирование элементов и расчет установившихся режимов электрических систем и сетей. Лабораторный практикум

товый алгоритм может привести к ухудшению сходимости и может быть отключен. («Расчеты» – « Параметры» – « Режим» – « Стартовый алгоритм» – « Нет»).

Наиболее надежная сходимость достигается при начале расчета с номинальных напряжений («Расчеты» – « Параметры» – « Режим» – «Плоский старт» – « Да»), но в этом случае затраты времени на расчет могут стать большими.

Также существуют такие режимы, в которых баланс может быть достигнут при значениях напряжений и углов, выходящих за допустимые границы.

В ПК RastrWin расчет режима прекращается по следующим причинам:

–напряжение в одном из узлов оказалось ниже, чем 0,5 Uном;

–напряжение в одном из узлов оказалось больше, чем 2 Uном;

–угол по одной из линий больше 90°;

–число итераций превысило предельно допустимое.

Любое из перечисленных ограничений может быть изменено

спомощью меню («Расчеты» – « Параметры» – « Режим»).

Вситуации, когда режим не существует, предварительно следует проанализировать причину аварийного окончания. Недопустимое снижение напряжения обычно свидетельствует о дефиците реактивной мощности в районе узла с наибольшим снижением напряжения. Недопустимое увеличение напряжения, наоборот, свидетельствует об избытке реактивной мощности, и, наконец, недопустимый угол по линии связан с недостаточной пропускной способностью данной линии по активной мощности.

Для устранения первых двух причин обычно фиксируют модуль напряжения в узлах с наибольшим отклонением напряжения от номинального. В этих узлах задаются достаточно большие диапазоны

регулирования реактивной мощности, например Qmin = − 10000, Qmax = 10000 и модуль напряжения соответственно на нижней либо верхней допустимой границе. После выполнения расчета генерация реактивной мощности в этих узлах показывает необходимую мощность компенсирующего устройства.

21

Для устранения последней из причин необходимо либо разгрузить линию с наибольшим углом по активной мощности, либо ее усилить (поставить параллельную, изменить сопротивление и т.п.).

РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА

При анализе установившихся режимов часто необходимо оценивать изменения режима при изменении исходных данных, а также решать обратную задачу – определять, как изменить исходные данные, чтобы получить требуемый режим.

Рис. 3.6. Меню «Влияние»

Эту задачу можно решить с помощью команды «Влияние», расположенной в меню «Расчеты» (рис. 3.6). Данная команда предназначена для оценки влияния изменения исходных данных (узловые мощности, модули напряжения в узлах PV-типа) на изменение расчетных параметров (перетоки мощности, напряжения), либо для определения, каким способом можно изменить расчетный параметр (переток, напряжение). Таким образом решаются две задачи.

1.Возмущения – определение, к чему приведет изменение исходных данных (мощности нагрузки и т.д.).

2.Реакция – определение, каким способом можно изменить расчетный параметр (поток в линии и т.д.).

Указанные расчеты имеют следующие особенности:

– необходим предварительно рассчитанный режим, называемый базовым;

22

–задаются данные и результаты отображаются в форме отклонений параметров от базовых значений;

–Для расчетов используется упрощенная (линеаризованная) модель режима, которая не учитывает изменение потерь мощности и наличие пределов регулирования реактивной мощности.

–все узлы схемы делятся на 2 типа: активные и пассивные. К активным относятся узлы с заданными пределами регулирования реактивной мощности, в которых в базовом режиме удержан заданный модуль напряжения (узлы PV-типа). К пассивным относятся узлы без пределов регулирования Q и узлы, в которых модуль напряжения в

базовом режиме не удержан (узлы PQ-, PQmax- PQmin-типов).

После выбора команды «Возмущения» на экране появляется диалоговое окно (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Диалоговое окно «Возмущения»

Для расчета возмущений необходимо задать тип возмущения: P_узла – изменение узловой мощности P («+» – увеличение

нагрузки, «–» – увеличение генерации);

Q_наг – изменение узловой мощности Q (в узлах нагрузки); V_ген – изменение напряжения узла с заданным модулем.

23

Величина возмущения задается в поле «Величина», а номер узла – в поле N_y. После подготовки возмущения его необходимо запомнить с помощью кнопки «Вставить». Затем можно вставить следующее возмущение (число возмущений не ограничено). После вставки необходимого числа возмущений запускается «Расчет».

После расчета на экран выводятся две формы. Первая из них показывает изменение модуля напряжения (dV_P), реактивной генерации (dQ) и угла напряжения (dDelta_P) в узлах сети.

После выбора команды «Реакция» на экране появляется диалоговое окно (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Диалоговое окно «Реакция»

Для расчета реакции необходимо задать тип: V_наг – изменить напряжение нагрузки (N_y);

Q_ген – изменить генерацию Q узла с фиксированным V (N_y); Delta – изменить угол напряжения (N_y);

24

P_лин – изменить поток в линии (N_нач-N_кон-N_p);

Q_лин – изменить поток в линии (N_нач-N_кон-N_p). Величина изменения задается у узла N_нач, направление потока – от N_нач к N_кон;

dP – изменить потери в сети (коэффициенты относительных потерь);

dP" – изменить коэффициенты относительных потерь (N_y). Величина реакции задается в поле «Величина».

После подготовки реакции ее необходимо запомнить с помощью кнопки «Вставить». Затем можно вставить следующее воздействие (число не ограничено). После вставки необходимого числа воздействий запускается расчет.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Для заданного преподавателем варианта исходных данных составить схему электрической сети в ПК RastrWin (приложения 1 и 2).

2.Для полученной схемы сделать контроль исходных данных и произвести расчет установившегося режима.

3.Изменить исходные параметры и подобрать новый оптимальный режим

4.Оформить отчет.

Контрольные вопросы

1.Для чего применяется расчет установившегося режима?

2.Каким образом рассчитывается установившийся режим?

3.В каком случае происходит аварийное окончание расчета либо расхождение режима?

25

Лабораторная работа № 4

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ В ПК RASTRWIN

Цель работы – смоделировать отключение ЛЭП, в том числе одностороннее, и определить напряжение на открытом конце.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Одностороннее отключение ЛЭП

Для моделирования одностороннего отключения ЛЭП изменено поле состояния линии (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Отключение ЛЭП

Как обычно, переключение между состоянием «включено» или «отключено» осуществляется щелчком мыши. Для доступа к дополнительному меню предназначен маленький треугольник в верхнем правом углу поля. При щелчке по нему появляется дополнительный список (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Меню отключения ЛЭП

26

Первое значение – ЛЭП отключена в начале (около узла указанного первым), второе – в конце.

Для отображения результатов одностороннего отключения предназначена форма «Ветви» – « Загрузка» (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Форма «Ветви» – « Загрузка»

Для корректного отображения результатов одностороннего отключения в таблицу «Ветви» (vetv) введены два новых поля: «Vнач» и «Vкон» – напряжения в начале и конце ветви. Для включенной ветви они совпадают с напряжениями соответствующих узлов, для односторонне отключенной одно из них – напряжение на разомкнутом конце.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Произвести отключение линий в начале и в конце участка.

2.Определить изменение напряжения на этих участках.

3.Оформить отчет.

Контрольные вопросы

1.Как необходимо производить отключение ЛЭП?

2.Почему будут различаться параметры напряжения ЛЭП в начале и в конце линии?

27

–сохраняемые узлы – узлы, параметры которых остаются неизменными;

–узлы примыкания – сохраняемые узлы, связанные хотя бы с одним из эквивалентируемых.

После выполнения эквивалентирования в узлах примыкания появляются дополнительные мощности нагрузки и генерации, активные

иреактивные шунты и ветви между этими узлами. Эквивалентирование требует предварительно сбалансированного

режима. Если режим не сбалансирован, автоматически выполняется предварительная балансировка. Эквивалентирование не может быть выполнено для разошедшегося расчета режима. Эквивалентная схема становится текущей, замещая исходную схему, и является сбалансированной.

Для получения эквивалента необходимо отметить либо эквивалентируемые ветви, либо сохраняемые узлы с помощью команд редактора индивидуально (первое поле «O» в таблице «Узлы») или в группе «Групповая коррекция».

Устанавливаются требуемые параметры эквивалентирования (ме-

ню «Расчет» – « Параметры» – « Эквивалент»). Для настройки па-

раметров эквивалентирования предназначена таблица «Парамет-

ры» – « Эквивалент», расположенная в меню «Расчет».

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.На схеме отметить узлы (ветви), которые необходимо эквивалентировать.

2.Произвести эквивалент этих узлов (ветвей).

3.Оформить отчет.

Контрольные вопросы

1.Что такое эквивалентирование и для чего оно применяется?

2.Каким образом производится эквивалентирование?

3.Изменится ли установившийся режим при эквивалентировании?

29

Лабораторная работа № 6

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА

Цель работы – найти предельные условия стабильной работы системы.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

При моделировании предельных условий существования электрического режима производится расчет серии установившихся режимов при изменении параметров в соответствии с заданной траекторией.

Для расчета используется процедура, называемая утяжелением режима, и заключающаяся в следующем:

–задается множество узлов, в которых будет осуществляться изменение параметров режима (изменение нагрузки, генерации, модуля напряжения для регулируемых узлов, угла напряжения для балансирующих узлов), со значениями их приращений. Это множество называется траекторией утяжеления;

–проводится серия расчетов режимов при последовательном изменении утяжеляемых параметров на заданную величину;

–при аварийном окончании одного из расчетов осуществляется возврат к последнему из сбалансированных режимов, и следующее приращение выполняется на величину в два раза меньшую предыдущей (деление шага пополам) (рис. 6.1);

–последняя процедура повторяется до тех пор, пока не будет достигнут предельный режим с заданной точностью.

Рис. 6.1. Деление шага пополам

30