Проведение вычислительного эксперимента с полнофазной матричной моделью характерного участка предприятия магистральных электрических сетей
После отладки всех наиболее важных типов сетевых объектов проведен вычислительный эксперимент с моделью характерного участка сети с несколькими классами напряжения [4]. Рассчитывались режимы реального участка предприятия магистральных электрических сетей (ПМЭС), схема которого представлена на рис.4. ПМЭС средствами телеизмерений предоставило мгновенный временной срез нормального режима работы этого участка сети для проведения сравнительного анализа расчётных и опытных данных. На этом участке все автотрансформаторы работают на параллельную нагрузку на стороне СН. Две подстанции («Владимирская» и «Стекловолокно») соединяет коридор из двух линий 220 кВ, электрические параметры которого рассчитаны методами теории электромагнитного поля. Модели автотрансформаторов АТ-1 и АТ-2 (на ПС « Владимирская») запитаны от идеальных трёхфазных источников ЭДС. Значения ЭДС заданы равными фазным напряжениям на стороне 500 кВ, которые показаны в момент временного среза на экране телеизмерений. Все остальные присоединения к рассматриваемому участку моделируются объектом «Трёхфазная нагрузка», матрица комплексных проводимостей (адмиттансов) которой рассчитывается во время вызова соответствующего конструктора типа данных по значениям комплексной мощности и действующим значениям фазных напряжений и токов, взятых с экрана телеизмерений. Если модели сетевых объектов составлены правильно и их электрические параметры определены верно, то должно получиться совпадение параметров моделируемого режима с данными на экране телеизмерений. Несовпадения не должны превышать неустранимых погрешностей, обусловленных классами точности измерительных средств и погрешностей цепных и полевых методов моделирования электрических параметров.
На рис.3 представлена однолинейная схема характерного участка электрической сети ПМЭС, режимы работы которого подлежат вычислительному моделированию. В электрической сети любого ПМЭС или иного электроэнергетического предприятия можно выделить большое количество аналогичных характерных участков, поэтому результаты этого моделирования будут иметь широкое применение. Данный участок электрической сети выбран для отладки матричного метода расчёта нормальных и нештатных режимов электроэнергетических сетей различных классов напряжений по полным трёхфазным схемам и проведения большой серии вычислительных экспериментов.
Сокращённые наименования сетевых объектов на рис.3.
П1 – питание группы автотрансформаторов АТ-1 500 кВ на ПС «Владимирская».
П2 – питание группы автотрансформаторов АТ-2 500 кВ на ПС «Владимирская».
Н1 – нагрузка группы автотрансформаторов АТ-1 500 кВ на стороне 35 кВ на ПС «Владимирская».
Н2 – нагрузка группы автотрансформаторов АТ-2 500 кВ на стороне 35 кВ на ПС «Владимирская».
Н3 – нагрузка автотрансформатора АТ-1 220 кВ на стороне 6 кВ на ПС «Стекловолокно».
Н4 – нагрузка автотрансформатора АТ-2 220 кВ на стороне 6 кВ на ПС «Стекловолокно».
1 – присоединение ВЛ-220 Владимир – Цветмет.
2 – присоединение АТДЦТН-125000/220/110/10 (АТ-3) на ПС «Владимирская».
3 – присоединение АТДЦТН-125000/220/110/10 (АТ-4) на ПС «Владимирская».
4 – присоединение ВЛ-220 Владимир – Заря-1.
5 – присоединение ВЛ-220 Владимир – Заря-2.
6 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Ильичёв.
7 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Уршель.
8 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Заозёрная.
9 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Кварц.
10 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Нечаевская.
11 – присоединение ТДН-16000/110/6 на ПС «Стекловолокно».
12 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Гусь-2.
13 – присоединение ВЛ-110 Стекловолокно – Гусь-1.
Рис.4. Однолинейная схема характерного участка электрической сети ПМЭС
В результате выполнения вычислительного сценария рассчитаны параметры режима работы моделируемого участка сети. В таблице представлены сравнительные данные о потоках комплексной мощности, рассчитанных по модели этого характерного участка и измеренных значений этих мощностей для мгновенного среза режима работы сети.
Параметры режима характерного участка сети
|
Параметр режима |
Расчётное значение |
Измеренное значение |
|
Мощность, потребляемая стороной 500 кВ на АТ1, МВА |
214.87+74.095i |
215+71i |
|
Мощность, потребляемая стороной 500 кВ на АТ2, МВА |
214.87+74.101i |
NaN |
|
Мощность, потребляемая стороной 500 кВ на АТ1 и АТ2, МВА |
429.74+148.2i |
NaN |
|
Мощность, отдаваемая стороной 220 кВ на АТ1 «Владимирская», МВА |
214.1+62.826i |
211+64i |
|
Мощность, отдаваемая стороной 220 кВ на АТ2 «Владимирская», МВА |
214.11+62.834i |
214+65i |
|
Мощность, отдаваемая стороной 220 кВ на АТ1 и АТ2 «Владимирская», МВА |
428.22+125.66i |
NaN |
|
Мощность, потребляемая стороной 220 кВ на АТ3 «Владимирская», МВА |
16.961+0.99771i |
17+1i |
|
Мощность, потребляемая стороной 220 кВ на АТ4 «Владимирская», МВА |
16.834+0.99025i |
17+1i |
|
Мощность, отходящая в линию Заря-1, МВА |
102.86+43.94i |
103+44i |
|
Мощность, отходящая в линию Заря-2, МВА |
106.41+33.129i |
106+33i |
|
Мощность, отходящая в линию Цветмет, МВА |
101.58+33.189i |
101+33i |
|
Мощность нагрузки на стороне 35 кВ АТ-1 «Владимирская», МВА |
0.30759+0.23069i |
NaN |
|
Мощность нагрузки на стороне 35 кВ АТ-2 «Владимирская», МВА |
0.30355+0.22766i |
NaN |
|
Мощность, отдаваемая в линию Стекловолокно-1 на ПС «Владимирская», МВА |
42.804+7.2299i |
43+8i |
|
Мощность, отдаваемая в линию Стекловолокно-2 на ПС «Владимирская», МВА |
40.765+6.1847i |
40+6i |
|
Мощность, приходящая из линии Стекловолокно-1 на АТ1, МВА |
42.58+16.866i |
43+19i |
|
Мощность, приходящая из линии Стекловолокно-2 на АТ2, МВА |
40.557+15.609i |
40+17i |
|
Мощность, потребляемая стороной 220 кВ на АТ1 «Стекловолокно», МВА |
42.58+16.866i |
43+19i |
|
Мощность, потребляемая стороной 220 кВ на АТ2 «Стекловолокно», МВА |
40.557+15.609i |
40+17i |
|
Мощность, отдаваемая стороной 110 кВ на АТ1 «Стекловолокно», МВА |
40.798+13.821i |
41+16i |
|
Мощность, отдаваемая стороной 110 кВ на АТ2 «Стекловолокно», МВА |
34.891+10.513i |
34+11i |
|
Мощность, отходящая в линию Ильичёв, МВА |
2.35-1.176i |
2-1i |
|
Мощность, отходящая в линию Уршель, МВА |
2.5946+0.86486i |
3+1i |
|
Мощность, отходящая в линию Кварц, МВА |
15.415+4.1107i |
15+4i |
|
Мощность, поступающая на трансформатор Т1 на стороне 110 кВ, МВА |
5.3436+3.2062i |
5+3i |
|
Мощность, отходящая в линию Заозёрная, МВА |
14.928+4.9759i |
15+5i |
|
Мощность, отходящая в линию Нечаевская, МВА |
12.7+3.175i |
12+3i |
|
Мощность, отходящая в линию Гусь-1, МВА |
10.487+4.7667i |
11+5i |
|
Мощность, отходящая в линию Гусь-2, МВА |
11.869+4.4113i |
12+4.46i |
|
Мощность нагрузки на стороне 6 кВ АТ-1 «Стекловолокно», МВА |
1.6818+0.73578i |
1.6+0.7i |
|
Мощность нагрузки на стороне 6 кВ АТ-2 «Стекловолокно», МВА |
5.5706+2.8342i |
5.7+2.9i |
|
Потеря мощности в АТ1 "Владимирская", МВА |
0.45786+11.039i |
NaN |
|
Потеря мощности в АТ2 "Владимирская", МВА |
0.45789+11.039i |
NaN |
|
Потеря мощности в коридоре линий "Владимирская" – "Стекловолокно", МВА |
0.4322-19.393i |
NaN |
|
Потеря мощности в АТ1 "Стекловолокно", МВА |
0.099727+2.3086i |
NaN |
|
Потеря мощности в АТ2 "Стекловолокно", МВА |
0.094999+2.5951i |
NaN |
В таблице видны незначительные отклонения расчётных и измеренных величин, не превышающие погрешности измерений, которые соответствуют фактическим классам точности установленной измерительной аппаратуры.