72
АТ-1
Power
system
АТ-2
Load
1
2
3
4
5
Рис. 1 – Схема исследуемой энергосистемы
Исходные данные для анализа пропускной
способности энергосистемы были получены в виде
зависимостей тока нагрузки от коэффициента
трансформации автотрансформаторов с использованием
ПК RastrWin3 [10]. Реальная электрическая сеть
заменяется
двухполюсником
с
эквивалентными
параметрами, при этом учитывается, что на
перераспределение реактивной и активной мощностей в
цепи в основном влияет продольная и поперечная ЭДС
соответственно.
В соответствии с пунктом 1 алгоритма в результате
расчета электрического режима был получен предельный
режим по статической апериодической устойчивости.
Было
зафиксировано
превышение
длительно-
допустимой токовой нагрузки линии 220 кВ, в то время
как текущая нагрузка линии 110 кВ составила 60% от
длительно-допустимой токовой нагрузки. Необходимо
определить управляющие воздействия, устраняющие
перегрузку, без отключения потребителей и ограничения
сальдо-перетока мощности по межсистемным связям.
Необходимо учесть, что процесс передачи энергии
сопровождается потерями мощности и напряжения в
элементах электросети, которые нелинейно зависят от
уровня напряжения. Согласно закону статических
характеристик нагрузки напряжения, мощность нагрузки
узла также изменяется нелинейно.
В результате выполнения пункта 5 алгоритма с учетом
характеристик исследуемой сети была составлена
математическая модель пропускной способности сети
(2).
н
(
1
,
2
) =
ддтн
0
+
1 1
+
2 2
+
3 1
2
+
4 2
2
+
5 1 2
,
(2)
где – искомые коэффициенты полинома;
ддтн
–
длительно-допустимая токовая нагрузка исследуемого
сетевого элемента;
1
и
2
– коэффициенты
трансформации автотрансформаторов АТ-1 и АТ-2 в
замкнутом контуре соответственно.
По пункту 6 алгоритма получены коэффициенты
полинома (таблица 1), позволяющие определить
значения
коэффициентов
трансформации
для
перераспределения токовой нагрузки с целью
обеспечения максимальной пропускной способности
исследуемой электрической сети и ликвидации
перегрузки
Таблица I.
К
ОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛИНОМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МАКСИМАЛЬНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТИ
a0
a1
a2
a3
a4
a5
3,953
-3,186
1,281
-3,029
1,218
1,218
Анализ чувствительности (рис.2) и значения
коэффициентов полинома показывают, что поток
мощности по ЛЭП 220 кВ напрямую зависит от
коэффициента трансформации автотрансформаторов и
будет имеют противоположное значение, а взаимное
увеличение коэффициентов оказывает меньшее влияние
на пропускную способность сети, чем изменение одного
из коэффициентов. Таким образом максимальное
увеличение пропускной способности достигается при
уменьшении К1 и увеличении К2.
Рис. 2 – Анализ чувствительности пропускной способности
электросети к коэффициентам трансформации
Точность полученных результатов оценена с
использованием коэффициента совокупной корреляции
R. Коэффициент корреляции был определен для
максимальной мощности по условию устойчивости при
различных
комбинациях
коэффициентов
трансформации. Коэффициент корреляции составил 0,98,
что позволяет оценить рассчитанные с помощью
предложенного алгоритма значений как точные.
Для оценки достоверности и применимости
полученных результатов были проанализировали
экспериментальные данные в реальной энергосистеме.
Активный эксперимент был проведен с 10:30 до 14:30 (по
местному времени) в октябре 2018 года на целлюлозно-
бумажном комбинате на юге Архангельской области. В
работе находились трансформаторы (1Т, 2Т, 3АТ, 4АТ).
Включенный состав генераторов был произвольным
поэтому не принимался во внимание. Промышленная
нагрузка является основной на предприятии, которая
получает электропитание с шин 110 кВ, в то время как
остальная часть промышленных и бытовых нагрузок от
шин 6 кВ. Упрощенная схема электросети, связи
комбината с ЕЭС России, показана на рис. 3.
В ходе активного эксперимента напряжение на шинах
110 кВ в узле 1 изменялось в диапазоне от 106 кВ до 115
кВ.
Были
использованы
следующие
средства
регулирования напряжения:
-
реактивная
мощность,
вырабатываемая
генераторами;
- устройства РПН для 1Т, 2Т, 4АТ и на
вольтодобавочном трансформаторе (ВДТ) на 3АТ;
- уровень напряжения в контрольных пунктах на
шинах 220 кВ в ЕЭС России.
