WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Третья глава посвящена разработке метода определения местоположения источников высших гармоник тока в электрической сети с использованием данных мониторинга КЭ. Проведенный анализ исследований на эту тему показал, что необходимо разработать обобщенный критерий однозначного определения местоположения источников высших гармоник тока (ВГТ) в узлах сети, применение которого не зависело бы от количества источников ВГТ и их параметров.

Для разработки критерия использованы уравнения длинной линии на n-ой гармонике (10), (11), в которых индексом «1» обозначено начало участка:

, (10)

, (11)

где

– волновое сопротивление,

(сопротивления с индексом «0» это погонные параметры линий);

– коэффициент распространения электромагнитной волны.

Используя формулы (10) и (11) получены формулы расчета активных и реактивных мощностей на частоте n-ой гармоники.

Активная мощность на n-й гармонике в начале участка линии определяется по выражению:

(12)

Реактивная мощность на n-й гармонике:

(13)

Формулы (12), (13) функционально зависимы от величин:. Это значит, что для определения направления ВГТ доминирующего источника ВГТ и, следовательно, местоположения источников, следует использовать знаки активной и реактивной мощностей на частоте n-ой гармоники. Эти же величины содержит и эквивалентное сопротивление, определяемое по формуле:

, (14)

где – напряжение в i-ом узле; – ток в отходящей линии от узла i.

Например, для начала участка линии можно представить в виде:

, (15)

где

,

,

При этом знак активной мощности на частоте n-ой гармоники определяется знаком вещественной части эквивалентного сопротивления. То же самое и по реактивной составляющей, то есть:

(16)

(17)

Формулы (16), (17) позволяют определить направление распределения высших гармоник тока по электрической сети.

Разработаны критерии определения местоположения источников ВГТ по данным мониторинга КЭ и сформированы типовые схемы, которые удобны при проведении измерений в электрических сетях (таблица 1).

Таблица 1. Критерии и типовые схемы определения местоположения источников ВГТ.

Условие

Типовая схема

для промежуточных подстанций i, j, k:

если и,

или

и,

то источник тока находится на подстанции k;

для конечной подстанции i:

если,

то к подстанции i подключен источник тока;

для конечной подстанции i:

если,

то на подстанции i источник тока отсутствует.

Для облегчения анализа получаемых результатов рекомендуется строить графические зависимости напряжений, токов, мощностей по концам линий от порядка гармоники.

Разработанные критерии определения местоположения источников ВГТ по данным мониторинга КЭ необходимы для определения местоположения новых подключений, которые не зафиксированы электросетевой компанией, а также для контроля существующих потребителей.

Четвертая глава посвящена расчетной апробации разработанных методик и критериев для реальной схемы, которая содержит:

– 29 линий электропередач напряжением: 1 – 500 кВ, 7 – 220 кВ, 21 – 110 кВ;

– 22 подстанции, из которых: 1 – 500 кВ, 5 – 220 кВ, 16 – 110 кВ;

– две ТЭЦ;

– 7 источников электромагнитных помех.

Сформированы и отлажены две модели сети, используемые для расчета. Граф, соответствующий реальной схеме, который необходим для разработки модели с использованием матриц, содержит 77 узлов.

В соответствии с критериями и алгоритмом выбора числа и мест установки приборов (см. выше) проведена установка приборов для мониторинга КЭ по несинусоидальности напряжения, данные которого позволяют оценить во всей схеме электрической сети.

Мониторинг КЭ обеспечивается для данной схемы шестью приборами. Число и места установки приборов соответствуют границам выбранных блоков по критериям (3), (4), (5). При этом целевая функция (5) для выбранного варианта установки СИ меньше, чем для других, что обуславливает выбор именно этого варианта расстановки средств измерений, а также погрешности расчетов находятся в допустимых по ГОСТ 13109-97 границах. При этом достоверность оценки КЭ путем установки приборов именно в этих узлах проверена для различных режимов (№ 1, 2, 3).

Характеристика режимов при проведении экспериментов:

1 – одинаковые амплитуды и фазы всех источников;

2, 3 – случайное изменение амплитуд и фаз источников;

4 – одновременное и пропорциональное повышение амплитуд и фаз источников;

5 – амплитуды соответствуют режиму 1, случайное изменение фаз источников.

Таким образом, мониторинг КЭ по несинусоидальности напряжения для всей схемы, содержащей 77 узлов, можно осуществить с помощью шести приборов.

Используя метод упрощенного расчета нормируемых ПКЭ, по данным мониторинга одного из шести приборов, рассчитаны коэффициенты n-ой гармонической составляющей напряжения и погрешности расчетов. Построены области допустимых и превышающих допустимые значения погрешностей.

Так, например, в режиме 3, который характеризуется случайным изменением параметров источников тока, установив прибор в одном узле, можно с допустимой по ГОСТ 1310-97 погрешностью рассчитать коэффициенты n-ой гармонической составляющей напряжения в 36 узлах.

Применяя разработанные критерии и типовые схемы для определения местоположения источников ВГТ, определено местоположение всех семи источников ВГТ. Определение стало возможным за счет использования данных мониторинга. Кроме того, для всех 29 линий электропередач соблюдаются равенства (16) и (17).

Заключение

  1. Проведенная классификация задач контроля КЭ позволила определить цели, которые можно решить с помощью мониторинга КЭ. Проведенный анализ методического обеспечения мониторинга КЭ показал, что в настоящее время отсутствуют методики для решения поставленных задач и разработка методики мониторинга КЭ является актуальной задачей. Предложена структура взаимодействия Центра управления КЭ в электросетевых компаниях с инфраструктурными организациями в электроэнергетике.
  2. Разработана методика выбора числа и мест установки СИ для мониторинга КЭ. Соблюдая принцип минимизации количества СИ, в качестве критерия выбора мест установки предложено обеспечение допустимых погрешностей рассчитанных ПКЭ. Размер электрической сети, в рамках которой следует провести выбор числа и мест установки СИ, определяется разработанными численными критериями при условии минимума затрат на систему мониторинга с учетом предложенных ограничений: минимальное число СИ; погрешности рассчитанных напряжений должны находиться в допустимых пределах; максимальное число установленных СИ, необходимое для расчета ПКЭ в системе, численно равно половине узлов исследуемой схемы.
  3. Предложены комплексные коэффициенты связи по напряжению между узлами сети. Используя измеренные данные в одном из узлов, который выбран для установки СИ при мониторинге КЭ, можно в определенных областях рассчитать ПКЭ с допустимой погрешностью. Этот метод позволяет оценить нормируемые ПКЭ для некоторой области упрощенно. Применение коэффициентов связи возможно при одновременном воздействии неограниченного числа потребителей, нарушающих требования ГОСТ 13109-97.
  4. Показано, что использование метода четырехполюсника на n-ой гармонике позволяет уменьшить размерность матрицы узловых проводимостей на n-ой гармонике.
  5. Используя уравнения длинной линии для n-ой гармоники, показано, что для определения направления ВГТ доминирующего источника ВГТ следует использовать знаки активной и реактивной мощностей на n-ой гармонике.
  6. Разработан метод определения местоположения источников ВГТ, который позволяет однозначно определить местоположение источников ВГТ для промежуточных и конечных подстанций. При этом критерием являются знаки вещественных и мнимых частей полной мощности на n-ой гармонике.
  7. Показано, что направление потока полной мощности на n-ой гармонике определяется знаками активных и реактивных составляющих на n-ой гармонике, направления которых соответствуют знакам вещественной и мнимой частей эквивалентного сопротивления. Для определения местоположения источников ВГТ сформированы типовые схемы, использование которых позволяет определить местоположение источников ВГТ на схеме по известным результатам измерений.
  8. Проведена расчетная апробация разработанных методов на реальной схеме.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

  1. Карташев И.И., Подольский Д.С. Системный подход к управлению качеством электрической энергии// Электричество.-2009.-№ 5.
  2. Карташев И.И., Подольский Д.С. Методика оптимального выбора мест установки средств измерений при мониторинге качества электроэнергии// Вестник МЭИ (ТУ).-2009.-№ 2.
  3. Информационно-аналитический доклад «Функционирование и развитие электроэнергетики Центрального федерального округа Российской Федерации»// Коллектив авторов.-М.: ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике», 2008.
  4. Карташев И.И., Тульский В.Н., Подольский Д.С. Современные задачи управления качеством электроэнергии// Энергоаудит.-2007.-№ 3.
  5. Карташев И.И., Подольский Д.С. Расчетно-экспериментальные методы обеспечения электромагнитной совместимости подключаемых электроустановок// Энергоаудит.-2007.-№ 2.
Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»