Розташування компенсаційних пристроїв в електричних мережах та системах. Регулювання напруги

Для забезпечення номінальної (і вище) напруги на генераторах електростанцій в енергосистемах варто встановлювати компенсаційні пристрої. Їхня сумарна потужність повинна відповідати балансу реактивної потужності в енергосистемі

, ( )

де - сумарна номінальна реактивна потужність електростанцій; - генерована ПЛ реактивна потужність; - сумарна реактивна потужність споживачів електросистеми; - втрати реактивної потужності в мережі, що зменшуються зі зростанням сумарної потужності компенсаційного пристрою.

за умовою (1) – це мінімально необхідна потужність компенсаційного пристрою, без яких неможливий нормальний режим роботи мережі. Визначивши , знаходять оптимальне розташування даної потужності компенсаційного пристрою в окремих вузлах мережі. Критерієм оптимальності є максимально можливе зниження втрат в мережах, або (10.8).

Рисунок 10.10. Розташування компенсаційних пристроїв з метою

максимального зниження втрат

Для забезпечення оптимальної компенсації реактивної потужності необхідно математичним розрахунком встановити сумарну потужність компенсуючих пристроїв та їх розміщення (отримати оптимальний розв’язок) і здійснити організаційні заходи, що охоплюють комплекс дій з практичної реалізації теоретичного рішення. В процесі оптимізації необхідно розглядати всю електричну мережу енергосистеми: робота компенсаційного пристрою поліпшує показники функціонування мережі на всьому її протязі – від електростанції до місць установок компенсаційних пристроїв (в основному, на шинах 0,4 кВ).

При аналізі та синтезі великих систем користуються системним підходом. Однією з його відмінних сторін є ієрархічний принцип аналізу та керування системою. Стосовно до розглядуваного питання енергосистема подається двома мережними рівнями: перший (вищий) – це живляча мережа напругою 110...330 кВ, другий – множина N розподільних мереж (підсистем) напругою 6...35 кВ зазвичай безпосередньо незв’язаних, але впливаючих одна на одну через живлячу мережу. Ієрархічна структурна дозволяє декомпозитувати розв’язок за цими двома мережними рівняннями, тобто розв’язувати їх за частинами, але з урахуванням взаємодії між підсистемами.

В системному розрахунку компенсації реактивної потужності розглядають два етапи.

На першому етапі з використанням ЕОМ розв’язується задача балансу для живлячої мережі енергосистеми. Розподільні підсистеми враховується у вигляді еквівалентних опорів, за якими прикладені їхні сумарні навантаження. Опори підімкнені до кожного з N вузлів навантаження живлячої мережі. За критерієм мінімуму втрат активної потужності та електроенергії між N підсистемами розподіляється наявна (розташовувана) реактивна потужність живлячої мережі. Отже, визначається та економічно оптимальна доля потужності котру доцільно передавати в години максимального навантаження енергосистеми з її живлячої мережі в і-ту розподільну підсистему. Повинна виконуватись умова

. ( )

Величину називають вхідною реактивною потужність і-ї розподільної мережі.

Другий етап розрахунку виконується для кожної розподільної підсистеми без урахування живлячої мережі, але на основі отриманих на першому етапі результатів. Спочатку визначається сумарна потужність компенсаційних пристроїв, котрі необхідно розташовувати в і-й підсистемі:

. ( )

Потім визначається оптимальна структура цієї потужності та її розміщення в розподільній мережі. Під структурою в цьому випадку розуміють співвідношення сумарних потужностей та конденсаторних батарей на напругу до і вище 1000 В та реактивної потужності , що отримується від синхронних двигунів. При цьому має виконуватись умова

. ( )