37
I.
В
ВЕДЕНИЕ
При
краткосрочном
планировании
электроэнергетического режима выполняется его расчет с
соблюдением ряда условий, которые позволяют
значительно повысить надежность функционирования
энергосистемы (ЭС). Одним из таких условий является
соответствие планируемых резервов активной мощности
нормативным величинам. Для этой цели существует
методика расчета резервов [1]. В ней имеется расчетная
величина – «Нерегулярные отклонения мощности и
динамическая погрешность регулирования баланса
мощности» (1).
= ∙ √
Н
,
(1)
где
Н
– активная мощность потребления, МВт; k –
коэффициент, зависящий от скорости изменения
потребления активной мощности в области регулирования
(k=6 – в часы переменной части графика нагрузки
(диспетчерские интервалы), в которые скорость изменения
потребления в области регулирования составляет более 3
процентов от
ПОТР
в час; k=3 – в остальные часы суток).
Начиная со 2-й половины XX века проводились
исследования по определению нерегулярных отклонений
мощности и динамической погрешности регулирования
баланса мощности.
В работах В.Ф. Тимченко решена задача определения
нерегулярных
отклонений
мощности
(колебаний
мощности) в межсистемных связях. В его трудах
исследуются случайные колебания активной мощности в
межсистемных электропередачах.
В работах Б.В. Гнеденко и Б.С. Мешеля впервые была
выполнена
статистическая
обработка
результатов
измерений колебаний активной мощности.
Несмотря на это, для региональных ЭС вопрос
правильного расчета случайных колебаний активной
мощности в полном объеме не исследован, что приводит к
некорректному определению резервов активной мощности
в этих ЭС.
Предметом исследования
является нерегулярные
отклонения мощности и динамическая погрешность
регулирования баланса мощности.
Целью работы
является определение коэффициента,
влияющего на величину нормативных резервов активной
мощности в региональных энергосистемах.
Поставленная цель предусматривает решение ряда
задач
:
5.
Изучение предметной области и анализ
выполненных исследований в области определения
нерегулярных колебаний активной мощности.
6.
Статистическая обработка экспериментальных
данных.
7.
Достоверизация
выражения,
позволяющего
ограничивать максимальные колебания, с учетом нового
коэффициента.
Научная новизна работы
заключается в определении
коэффициента, применение которого позволяет корректно
выполнить расчет нормативных резервов активной
мощности в региональных энергосистемах.
II.
И
ЗУЧЕНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И АНАЛИЗ
ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
НЕРЕГУЛЯРНЫХ КОЛЕБАНИЙ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
С 1960 года Всесоюзный научно-исследовательский
институт электроэнергетики экспериментально изучал
нерегулярные колебания мощности по межсистемным
связям в объединенных ЭС с потреблением не более
15000 МВт. В 1968 году М.Г. Портной и В.Ф. Тимченко в
работе [2] привели результаты статистической обработки
экспериментальных данных по межсистемным перетокам
мощности. В их работе показано, что выражение (2)
позволяет определять нерегулярные колебания (
∆
)
мощности по межсистемным электропередачам.
∆ = 1,1 ∙ √
пер
,
(2)
где
пер
– передаваемая мощность по межсистемной линии
электропередачи, МВт.
В 1978 году М.Г. Портной и Р.С. Рабинович в книге [3]
обобщили изученные ранее теоретические аспекты
вопроса определения нерегулярных колебаний мощности
по межсистемным электропередачам.
Учитывая особенности нерегулярных колебаний
мощности в межсистемных связях, которые определили
авторы книги [3], сформулированы отличия возникновения
нерегулярных колебаний мощности в межсистемных
связях и в ЭС.
Первое отличие
заключается в том, что межсистемные
линии электропередачи в отличие от ЭС имеют
собственную и вынужденную (при изменении обменной
мощности) частоту колебаний изменений нагрузки.
Поэтому при частотах в несколько раз превосходящих
резонансную частоту колебания нагрузки в межсистемной
связи можно не учитывать. При резонансной частоте
максимальное отклонение угла от среднего значения
определяется по выражению (3). В ЭС, в отличие от
межсистемных линий, любые колебания нагрузки важно
учитывать, по причине того, что они приводят к изменению
баланса активной мощности (4), что в свою очередь
приводит к изменению частоты (
∆
) в ЭС (5).
∆ =
∆
√( ∙
Н
2
−
12
∙ cos
0
)
2
+
Д
2
∙
Н
2
,
(3)
где
∆
– амплитуда колебаний нагрузки, МВт;
– постоянная механической инерции агрегата, с;
Н
– частота колебаний нагрузки, Гц;
12
– взаимная
мощность, передаваемая по межсистемной связи, МВт;
– угол между векторами ЭДС генератора и напряжения
на шинах мощной ЭС;
д
=
д
/∑
Н
,
д
– двигательная
нагрузка, МВт;
∑
Н
– суммарная активная мощность
нагрузки, МВт.
∑Р
Г
− ∑
Н
− ∑∆
ПОТ
= 0
,
(4)
где
∑Р
Г
– суммарная генерируемая мощность в
энергосистеме, МВт;
∑∆
ПОТ
– суммарные потери
активной мощности в ЭС, МВт.
∆ =
∆ ∙
∑
Н
∙
,
(5)
