1.5 Примеры ввода исходных данных для элементов электрической сети

Модели узлов с генерацией (рис. 5). В настоящее время в широко используемых программах заложены возможности моделирования генераторов в расчетах установившихся режимов по следующим вариантам: задаются P_г и U_г, а Q_г и δ_г рассчитываются; задаются P_г и Q_г, а U_ги δ_г рассчитываются. Реальный режим работы генератора отражает PU-модель, так как можно считать, что напряжение на выводах генератора поддерживается почти неизменным за счет действия автоматического регулятора возбуждения, а активная мощность определяется загрузкой турбины и от электрического режима не зависит. При использовании PU-модели задаются также пределы по максимуму и минимуму реактивной мощности генератора Q_Гmax и Q_Гmin. Если в процессе расчета реактивная мощность достигает предельного значения по максимуму или минимуму, то автоматически происходит замена PU-модели на РQ-модель с фиксацией реактивной мощности соответственно на уровне Q_Гmax или Q_Гmin. Достижение предельных значений по реактивной мощности означает, что заданное значение напряжения генератора не может поддерживаться при заданном значении активной мощности. На практике режим работы генератора контролируется не по реактивной мощности, а по току статора и ротора.

Рисунок 5 – Пример задания исходных данных для генераторного узла

Кроме того, для одного из источников, называемого балансирующим, задается напряжение на шинах постоянное по модулю и фазе U_г=const, δ_г= const.

Например, если за балансирующие узлы приняты шины 500 кВ ПС Итатская и шины 220 кВ ПС Нижневартовская, то ввод исходных данных будет выглядеть так, как это показано на рис. 6.

Рисунок 6 – Пример задания исходных данных для балансирующих узлов с генерацией

Модели нагрузок (рис. 7). Цифровые модели нагрузок могут быть заданы статическими характеристиками активной и реактивной мощности по напряжению P_н=Р_н(U_н), Q_н=Q_н(U_н); значениями мощностей P_н=const, Q_н=const; значением проводимостей P_н=g_нU_н ², Q_н=b_нU_н ². На рис. 7 представлен ввод исходных данных для узлов нагрузки. Способ задания – значениями мощностей P_н=const, Q_н=const.

Рисунок 7 – Пример задания исходных данных для узлов нагрузки

Модель шунтирующего реактора (ШР) (рис. 8). При расчетах установившихся режимов шунтирующие реакторы моделируются посредством включения в соответствующие узлы системы индуктивных проводимостей.

Рисунок 8 – Пример задания исходных данных для ШР

Индуктивная проводимость B_ш вводится со знаком «+» и вычисляется по формуле (1):

(1)

где U_ном – номинальное напряжение реактора; S_ш– номинальная мощность реактора.

Модели трансформаторов и АТ (рис. 9). Данные элементы задаются значениями активного R_АТ и реактивного X_АТ сопротивлений обмоток АТ, а также значением коэффициента трансформации.

Рисунок 9 – Пример задания исходных данных для АТ

Модели линий электропередачи (рис. 10). Линии электропередачи задаются активным R_л и индуктивнымX_л сопротивлениями линии и ее емкостной проводимостью B_л.

Рисунок 10 – Пример задания исходных данных для линий электропередач

Модель управляемого шунтирующего реактора (УШР) (рис.11).

Рисунок 11 – Пример задания исходных данных для УШР

Исходные данные для УШР: N__узла – номер узла, к которому подключено устройство; S_nom – номинальная мощность (Q_ном); U_nom– номинальное напряжение; Т_уст1– тип уставки: V – напряжение; Уст1 – значение уставки (в зависимости от типа), уставка по напряжению задается для нулевого тока; Мin – Мах – диапазоны регулирования (вне зависимости от задания единиц измерения пределов регулирования внутри программы используются пересчитанные эквивалентные проводимости (B_min – B_max)); К_ст – коэффициент статизма (%) (используется при задании уставки по напряжению).

Примечания:

1. узел, к которому подключается УШР не должен содержать генерацию и регулирование напряжения. Для получения сбалансированного режима в результате расчета в узле будет сформирована фиктивная генерация, равная генерирующей мощности УШР.

2. К одному узлу можно подключать несколько УШР, но, в зависимости от задания уставок по напряжению, это может приводить к значительным уравнительным токам между ними.

3. Вне зависимости от задания единиц измерения диапазоны регулирования пересчитываются в соответствующие проводимости для УШР при номинальных значениях параметров.

4. Заданная уставка по напряжению соответствует нулевому току.

Модель фазоповоротного устройства (ФПУ) (рис. 12). При расчетах установившихся режимов ФПУ моделируются посредством включения в соответствующие ветви системы комплексного коэффициента трансформации (К_Т/r, К_Т/i – вещественная и мнимая составляющие коэффициента трансформации).

Рисунок 12 – Пример задания исходных данных для ФПУ

Комплексный коэффициент трансформации ФПУ определяется по формуле (2):

KТ=КТr+jKТi = КТ (cosδФПУ+jsinδФПУ)= cosδФПУ+jsinδФПУ,

(2)

где К_Тr– действительный коэффициент трансформации; K_Тi – мнимый коэффициент трансформации; δ_ФПУ – угол сдвига, град. эл.