71
I.
В
ВЕДЕНИЕ
В результате анализа российских и иностранных
исследований выявлена необходимость использования
информации о электроэнергетическом режиме в темпе
процесса для повышения эффективности управления
энергосистемами и ликвидации аварийных ситуаций [1-
5]. Распределения мощностей по элементам сети
желаемым образом с помощью использования
уравнительных ЭДС, вызванных неоднородностью
энергосистемы, являются одним из перспективных
инструментов решения оптимизационной задачи [6].
Целью работы является исследование эффективности
управления перетоками мощности по элементам
неоднородной
межсистемной
связи
изменением
уравнительной ЭДС между узлами энергосистемы.
В качестве стендовой модели энергосистемы
использовались как малоразмерные схемы, на которых
можно в широком диапазоне варьировать управляемые
параметры электроэнергетического режима и проверить
результаты, так и схема реальной энергосистемы.
Полученные
результаты
представлены
и
проанализированы, в результате чего делается вывод об
их близости к ожидаемым результатам.
II.
М
АТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Для определения значений максимальной пропускной
способности электрической сети с учетом ограничения
по току был проведен вычислительный эксперимент. По
результатам эксперимента были построены значения
пропускной способности электрической сети в
координатах параметров регулирования.
Выявлено, что уравнительная ЭДС различается для
разных типов контуров в замкнутой электрической сети.
Таким образом, можно влиять на потоки мощности по
элементам электрической сети изменением напряжения в
некоторых узлах энергосистемы [7].
Для введения и эффективного использования
уравнительной ЭДС необходимо в дефицитной
электроэнергетической системе определить оптимальные
значения напряжений контрольных узлов [8]. В качестве
целевой функции стремящейся к минимуму предлагается
использовать
отклонение
текущей
нагрузки
межсистемного элемента от заданного значения. При
этом, технические условия работы
электрооборудования
накладывают ряд ограничений:
Iддтн > I
i,jур
Un
max
>Un
ур
>Un
min
kmax >kтр> kmin
где Un
min
– нижняя граница допустимого значения
напряжения в контрольном пункте; Un
max
– верхняя
граница
допустимого
значения
напряжения
в
контрольном пункте; Un
ур
– расчетное установившееся
значение напряжения в
контрольном узле; I
i,jур
–
расчетное установившееся значения тока по сетевому
элементу в установившемся режиме; Iддтн – длительно
допустимый ток сетевого элемента; kтр — текущее
значение коэффициента трансформации; kmin, kmax -
нижний
и
верхний
пределы
регулирования
коэффициента трансформации соответственно.
Целевая функция задачи оптимизации по критерию
минимума отклонения токовой загрузки межсистемного
элемента от заданного значения (1).
I(kтрn, Un)=
Pпр (
0
+ ∑
1
+∑
1
+
+∑
2
1
) - I
ДДТН
→
min
(1)
где – искомые коэффициенты полинома;
ддтн
–
длительно-допустимая токовая нагрузка исследуемого
сетевого элемента;
тр
и
– коэффициенты
трансформации автотрансформаторов и напряжения в
узлах в замкнутом контуре; Рпр – предельный переток по
статической апериодической устойчивости.
Предлагается алгоритм для решения данной
оптимизационной задачи, который основан на известных
методах расчета режимов электроэнергетических систем
и градиентном методе оптимизации:
Общая структура алгоритма:
1 Расчет электрического режима методом узловых
напряжений.
2 Расчет предельного режима методом утяжеления
3 Определение токовой нагрузки элементов сети
4 Определение уточненного значения
I=I
УР
-I
ДДТН
5 Формирование целевой функции. Переход от
исследуемого объекта к пассивному двухполюснику, с
адекватным реагированием на заданное входное
воздействие.
6 Измерение входных и выходных параметров, для
определения параметров двухполюсника.
7 Проверка выполнения технических ограничений
8 Расчет градиента неявной функции
9 Расчет независимых переменных
10 Определение зависимых переменных
III.
В
ЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
В результате этого алгоритма определяются значения
независимых переменных Un и Kt, при которых текущая
нагрузка по сетевому элементу имеет минимальное
отклонение от заданного значения. В связи с тем, что
введение
уравнительной
ЭДС
приводит
к
перераспределению потоков мощности, произойдет
увеличение тока по слабонагруженным линиям и
уменьшение текущего значения по перегруженной
линии.
В практике оперативного управления энергосистем
для ввода электроэнергетического режима в диапазон
допустимых значений необходимо изменение перетока
активной мощности в контролируемом сечении. Токовый
критерий является только одним из восьми критериев,
используемых
для
определения
максимально
допустимого перетока в контролируемом сечении [9]. В
этом случае на основе предложенного алгоритма
оптимизации разработан метод введения сальдо-перетока
активной мощности в область допустимых значений.
Метод управления распределением потоками мощности
рассмотрен на примере неоднородной электрической
сети (рис. 1) с автотрансформаторов выполняющими
изменение напряжение в узлах. Сеть состоит из четырех
узлов напряжением 220 кВ, двух узлов напряжением 110
кВ,
однородной одной ветви 110 кВ и двух 220 кВ, двух
автотрансформаторов.
Контролируемыми
параметрами
ветвей
в
исследуемом замкнутом контуре будут значения
коэффициентов преобразования. Таким образом, мы
регулируем уравнительную ЭДС в цепи.
