Способ регулирования напряжения электрической сети

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиииСоциалист ически кРеспублик и 900362(5)М. Кл, Н 02 У 3/12 Вкудерстювд квинтет СССР ае делаю кэобрвтекий к еирыткй,ордена Трудовогот" им, С. М, Кирова Томский ордена Октябрьской Революции Красного Знамени политехнический инст(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ-" -,. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ Иэобретеяйе относится к управлению режимами работы энергосистем и может быть использовано для регулированиянапряжения сетевого района энергосистемы.Известны способы автоматического регулирования напряжения узла электрической сети, основанные на измерении напряжения узла и потоков мощности его лучей-присоединений, суммирований напряжения с ЭДС, пропорциональными мощностям лучей, и воздействий на ис-, точники реактивной мощности и трансформаторы сЬяэи узла в зависимости от характера этой суммы 1Однако банные способы позволяют реализовать регулирование напряжения в одном узле, так как используют исходную инфоомацйю только этого узда, Для сетевого района такие способы не пригодны.Известен также способ автоматического регулирования напряжения в электрических сетях путем программного уп 2равления трансформаторами связи в зависимости от напряжения сети и перетока, реактивной мошности по линии связи между трансформаторами связи 2,Этот способ позволяет осуществитьрегулирование напряжения сетевого района, однако оно не обеспечивает требуемого распределения напряжений в контрольных узлах, так как фактически регулирование трансформаторов связи выполняется по локальной информации напряжения данного узла и перетоквм в соседние.Что касается напряжений в других узлах и перетоков иэ соседних узлов в более 5дальние от данного, то они никаким образом не учитываются. Способ не преду сматривает отработки какого-либо обобщающего критерия по всей электрической сети. Поэтому снижение потерь, связанных с пе.ретоками мощности, достигается только для локальных участков сети. В ждом потери в сети при этом могут не .тадько уменьшаться, но даже возрастать,3 900362 411 ель изобретения - уменьшение потерь,связанных с перетоками мощности по линиям электрической сети.Эта цель достигается тем что согласно способу регулирования напряжения электрической сети путем централизованногоуправления источниками реактивной мощности и трансформаторами связи в зависимости от напряжений контролируемыхузлов, измеряют нагрузку контрольныхузлов, получают среднее значение напряжений контролируемых узлов путем суммирования с удельными весами, пропорциональными нагрузкам, напряжений узлов, суммируют модули степенных преобразований отклонений напряжений контролируемых узлов от их среднего значенияс теми же удельными весами и управляютисточниками реактивной мощности и транс- является наибольшим 3 .20 ф.рматорами связи до получения минимума суммы модулей отклонений, а затеммаксимума среднего значения напряженийконтролируемых узлов. Известен способ автоматического регулирования напряжения в энергосистеме путем централизованного изменения уставок источников реактивной мощности и трансформаторов связи в зависимости от отклонений напряжения в контрольных узлах и пропорциональных им приращений ущерба. В отличие от предыдущего сповсоба здесь предусмотрен обобщающий критерий регулирования напряжения для 1 ф всего сетевого района. Он состоит в сопоставлении по величине между собой приращений ущерба в контрольных узлах. Изменение уставок источников реактивной мощности осуществляют, начиная с источ ника, для которого отношение изменения напряжения в узле с максимальным значением сигнала приращения ущерба к величине изменения реактивной мощности Хотя критерий сопоставления приращений ущерба и отношений изменения напряжения к изменению реактивной мощностидля каждого узла охватывает параметрырежима всего сетевого района или дажеэнергосистемы;результаты его воздействияна энергообъект являются чисто локальными. Действительно, критерий позволяетвыбрать узел электрической системы, гдерегулирование напряжения является наиЬ.более желательным, однако это вовсе неозначает, что в результате такого регулирования может быть достигнут большийэффект для всей системы, т, е. более оптимальное распределение напряжений вузлах, которое обеспечивает меньшие потери в электрических сетях, более высокое качество напряжения в целом, а нею отдельном узле, Потери в сетях, ущербот отклонений напряжения, качество напряЮжения для сетевого, района или энергосистемы могут быть эффективно сбалансированы только тогда, когда критерии, характеризующие их и используемые для регулирования, будут на столько представлять.распределение (или динамику) оптимизируемого показателя, сколько давать интегральную оценку последнего для всегоэнергообъекта. Обсуждаемый критерий недает требуемую интегральную оценку,Поэтому достигаемое с помощью него Оповышение качества напряжения справедливо только для регулируемого узла. Чтокасается энергосистемы, то для нее вцелом такойспособ регулирования можетне повысить, а даже снизить качествонапряжения, также не снизить, а возможно и увеличить потери от перетоков мощности в сетях,Уменьшение потерь в целом по всей сети реализуется благодаря использованию для регулирования критериев., дающих интегральную оценку распределения напряжений в сети. Так, сумма напряжениЯ узлов с удельными весами является средним значением (математическим ожиданием) данного распределения, а другая сумма модулей степенных преобразований отклонений напряжений в укаэанных узлах с теми же удельными весами характеризует рассеяние (дисперсию) напряжений.Удельные веса при формйровании среднего значения и рассеяния могут быть выбраны различными путями, в том числе и пропорциональными нагрузками узлов, Это зависит от состава и категории потребителей в различных узлах. Если категория нагрузок в узлах в среднем однородная, то целесообразно удельные веса принять пропорциональными нагрузкам. Если категория нагрузки в ряде узлов более ответственная, чем в остальных, то напряжениям в данных узлах нужно присвоить более высокие удельные веса. В случае однородной категорийности и небольшого отличия нагрузки в различных узлах удельные веса могут быть приняты одинаковые, При соблюдении способов выбора удельных весов сформированные среднее значение и рассеяние наиболее полно характеризуют распределение напряжений в узлах.Критерии среднего значения и рассеяния напряжений узлов непосредственно7 9003Этот факт целесообразно использовать для установления порядка воздействий на регуляторы источников реактивной мощности и трансформаторов связи. Очевидно, регулирование нужно начинать с того источника, в узел которого (или который наиболее близко расположен к узлу) обнаружено наибольшее отклонение напряжения, Так, если наибольшее откло. нение напряжения обнаружено в узле 3, 10 следует произвести регулирование источника реактивной мощности, присоединенного к этому узлу. Если наибольшее отклонение напряжения оказалось в узле 1, не имеющем источника реактивной мощности, то необходимо реализовать регулирование какого-либо из источников в наиболее близких соседних узлах 2 или 4, а именно, то: о источника, в узле которого большее отклонение 1 О -Ж(0)35,;15;о Причем, если отклонение положительно, то необходимо уменьшить мощность, вы рабатываемую источником, и наоборот. После определенной дозы воздействия нужно сравнить полученное значение рассеяния с предыдущим; Если рассеяние уменьшилось, следует продолжить воздействие на источник реактивной мощности в том же направлении, пока не прекратится уменьшение рассеяния. Получив минимум рассеяния Э(0), необходимо, если позволяют регулировочные диапазоны источников реактивной мош"Йости и не достигнуты максимальнъе эксплуатационные уровни напряжения в узлах, увеличить вырабатываемую реактивную мощность всеми источниками.Воздействие на источники можно осуществить в соответствии с удельными весами узлов. При этом, если в части узлов получены максимальные эксплуаташ 1 онные уровни напряжения, воздействия на источники реактивной мощности целесообразно продолжить. Однако в уз лах с максимальными эксплуатационными ф 5 напряжениями полярность воздействий нужно изменить на противоположную и доэчровать последние так, чтобы эксплуатационные пределы не были превышены, Так, следует продолжать воздей ствия, пока не будет достигнут максимум среднего значения М ( О ), Причем с момента, когда были начаты воздействия противоположной полярности, в узлах с предельными напряжениями необходимо 55 более внимательно следить за величиной рассеяния чтобы оно не превзошло достигнутого ранее минимума, так как с указанного момента в сети начинает изменяться не только средний уровень напряжения, но также и характер распределения напряжения в узлах. Если при регулировании источника реактивной мощности в узле начинает возрастать П 3),должно быть прекращено воздействие вданном узле и начато воздействие в следующем по порядку узле.При отработке минимума ЭО)и максимума М(О) с центрального пульта 20организуют также воздействия на трансформаторы связи, которые должны изменять свои коэффициенты трансформациив соответствии с напряжениями;О. в узлах и потребляемой мощностью ,;.Все воздействия, посылаемые с центрального пульта на источники реактивноймощности и трансформаторы связи, отрабатываются на конкретных объектах черезсвои регуляторы 9 - 15 и 16 - 19, ко-.торые, наряду с воздействиями центрального пульта, воспринимают полагающуюсяинформашпо конкретного объекта, наприжение узла и потоков мощности в егоприсоединениях, т. е. регулирование источников реактивной мощности и транс-,форматоров связи,осуществляется черезустановленные на данных объектах регуляторы напряжения, на которые подается дополнительная информация с центрального пульта,1После обработки минимума рассеяния и максимума среднего значеы)я распределения напряжений в узлах электрической сети, которые начинались:с целью уменьшения максимального отклонения напряжения в конкретном узле от среднего значения всех контрольных узлов, приступают к следующему циклу регулирования, который реализует точно так же, как и описанный цикл, т.е., начиная с выявления максимального отклонения напряжения в контрольных узл.х, выбора узла, где должен быть отрегулирован источник реактивной мощности и т. д.Возможны и другие конкретные реализации операций предлагаемого способа регулирования напряжения.В результате .описанного регулирования напряжения электрической сети в каждый небольшой промежуток времени (момент) будет оптимальное распределение напряжения в контрольных узлах, что обеспечитминимум потерь в сети от перетоков мощности в линиях.До сих пор такие способы регулирования напряжения по интегральным кри9 90036 териям всей сети не применялись. Способ требует для реализации не много аппа- ратуры; каналы для передачи данныхи.:(телемеханика), простые датчики напряжения, центральный пульт,5г Что касается сложных датчиков мош ности, то они в больщинстве практических случаев могут не применяться: удельные веса узлов чаше всего определяются не 1 й обымом потребляемой мощности, а категорией потребителя, кроме того, потребляемые мошностн в узлах не так уж сильно меняются, Поэтому удельные веса напряжений в узлах и их отклонений могут выбираться постоянными. В отличие от способов регулирования действующих по детерминированным алгоритмам, предлагаемый способ гибок в реализации и внедрении. Для его осуществления первоначально достаточно выбрать три наиболее значимых контрольных узла. По мере накопления опыта и аппаратуры, совершенствования последней,25 способ может быть распространен на большее количество узлов, постепенно охватывая все важные узлы, Вследствие развития сети значимость узлов будет меняться. Способ может быть применен в любой сети, независимо от числа узлов, источников реактивной мошности, их типа,2 10Формула изобретенияСпособ регулирования напряженияэлектрической сети путем централизованного управления источниками реактивноймощности и трансформаторами связи взависимости от напряжений контролируемых узлов, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью уменьшения потерь, связанныхс перетоками моцности по линиям сети,измеояют нагрузки контрольных узлов,получают среднее значение напряженийконтролируемых узлов путем суммирования с удельными весами, пропорциональными нагрузкам, напряжения узлов, суммируют модули степенных преобразованийотклонений напряжений контролируемыхузлов от их среднего значения с темиже удельными весами и управляют источниками реактивной мошности и трансформаторами связи до получения минимума суммы модулей отклонений, в затем максимума среднего значения нвпряженил контролируемых узло, .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 496635, кл. Н 02 Х 3/.12, 1973,2. Авторское свидетельство СССР% 432635, кл, Н 02 Х 3/12, 1971.3. Авторское свидетельство СССРЗО тент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 л П Тираж 669 ПИ Государственн делам изобретени , Москва, Ж,Подписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4