Способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии

 

Изобретение относится к электроснабжению промпредприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшении качества электроэнергии (КЭ), и может быть использовано для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в затраты на устройство нормализации КЭ за внесение энергосистемой (потребителем) тока искажения в сети противоположной стороны. При определении долевого участия эШрТ(Ш1сТёмьГ и потребителя в ухудшении качества электроэнергии определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения показателя качества электроэнергии в контрольных точках , в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контролыной точки выбирают точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением , измеряют напряжения искажения в этих контрольных точках, получают двумерную гистограмму и определяют коэффициент долевого участия Шёргосистемы и потребителя в ухудшении напряжения искажения . со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ssjs G 01 R 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

1, (21) 4793723/21 (22) 20.02.90 (46) 30.07.92. Бюл. hk 28 (71) Кировский политехнический институт (72) В.В,Черепанов и В.П.Каргапольцев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1325372, кл. G 01 R 21/00, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛЕВОГО ,УЧАСТИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ И ПОТРЕБЙТЕЛЯ В УХУДШЕНИИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электроснабжению промпредприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшении качества электроэнергии (КЭ), и может быть использовано для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в затраты на устройство нормаИзобретение относится к электроснабжению промпредприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшении качества электроэнергйи (КЭ), и может быть использовано для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в затраты на устройство нормализации КЭ за внесение энергосистемой (потребителем) тока искажения в сети противоположной стороны.

Известен способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии, согласно которому выбирают общую точку электрических сетей энергосистемы и потребителя, в этой точке осуществляют одно„„5U„„1751686 А1 лизации КЭ за внесение энергосистемой (потребителем) тока искажения в сети противоположной стороны. При определении долевого участия энергбсйстемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измеренйя показателя качества электроэнергйй в контрольных точках, в качестве первой контрольной точки вйбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки выбирают точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением, измеряют напряжения йскажения в этих контрольных точках, получают двумерную гистограмму и определяют коэффициент долевого участия" энергосистемы и потребителя в ухудшении напряжения искажения. временное измерение для исследуемого

ПКЭ его напряжения, тока и сдвига фаз между ними и определяют коэффициент долевого участия энергосистемы в ухудшении КЭ э 1 + 2 — 2сslop + 4 — 2с

О 02 где Z< — сопротивление системы для тока исследуемого П КЭ.

bo =1 — —, Ьэ

Недостатком указанного способа заключается в том, что определяемые коэффициенты относятся к моменту измерения. В реальных условиях направления перетоков мощности искажения многократно изменя3, 1751686 ются в течение суток из-за несовпадения режимов работы энергосистемы и потребителя, Кроме того, s указанном способе требуется измерение четырех параметров: О, I, р, Zc, что затрудняет его практическое применение из-за отсутствия приборов для измерения сопротивления Z< и большой погрешности при измерениях угла р и со; противления Zg, Согласно укаэанному способу предлагается orl ределять коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя независимо от величины ПКЭ, хотя ГОСТ

13109-87 нормирует допустимые значения

ПКЭ, при непревышении которых ни одна иэ сторон (энергосистема или потребитель) не может предъявить претензий к другой стороне и, следовательно. нет необходимости определять долевое участие сторон в ухудшении КЭ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому измеряют мощность искажения исследуемого потребителя, а также сумму мощностей искаже- ния всех остальных искажающих потребителей, определяют коэффициент долевого участия потребителя в ухудшении

КЭ и

N, Pi

l =1 где Ри — мощность искажения исследуемого потребителя; . и — количество потребителей, вносящих мощности искажения. причем за искажающие потребители принимают те, которые имеют отрицательную мощность искажения.

Недостаток известного способа заключается в том, что он также характеризует долевое участие потребителя в ухудшении

КЭ только в момент измерения и не дает: достоверного решения при переменных в течение времени направлениях мощности искажения, Кроме того, известный способ определяет величину независимо от того. превышает или не превышает значение ПКЭ требований ГОСТ 13109-87. В известном способе не предусмотрено определение коэффициента долевого участия энергосистемы в ухудшении КЭ, Целью изобретения является повышение достоверности определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в затраты на устройства нормализации КЭ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, при котором определяют коэффициент долевого участия потребителя

М вЂ” номер интервала двумерной гистограммы по оси напряжения искажения в первой контрольной точке, соответствующий максимально допустимому значению этого напряжения.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Направление перетока мощности искажения между энергосистемой и потребителем из-за несовпадения режимов

55 энергосистемы и потребителя неоднократно изменяется в течение суток. поэтому при определении характеристик мощностей искажения целесообразно применять вероятностные методы, в частности метод двумерной гистограммы или двумерной вероятности.

Мощности искажения в электрических сетях (мощности высших гармоник, мощности нулевой и обратной последовательностей, мощность модуляции) носят ярко путем измерения ПКЭ в контрольной точке, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контроль5 ной точки — точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением Х, измеряют напряжения искажения в этих контрольных точках, получают двумерную

10 гистограмму, значение Р(Ц) которой представляет собой вероятность одновременного попадания напряжения искажения в первой контрольной точке в интервал и напряженйя искажения во второй контроль15 ной точке в интервал j, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы Кэ и потребителя Ки в ухудшении качества электроэнергии по формулам: э = +(! п

Ки! I + I I . (2) где I> — среднее значение тока искажения, создаваемого энергосистемой в первой кон25 трольной точке;

N — 1 N — 1

4 = — X,äUK 7 P(i;i — К), (3)

Xc K =i i =M+1

4 — среднее значение тока искажения, 30 создаваемого потребителем в первой контрольной точке:

Iè = —,, д Ок,Я Р(),1г+ К), (4) — i=M+1 д Ок — разность напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс, соответствующая К-му интервалу измерения тока;

N .— количество интервалов двумерной гистограммы по каждой оси;

1751686 выраженный реактивный характер. В этом соединено первым зажимом с точкой 1, а случае соотношения напряжений на зажи- вторым — с точкой 2. Сопротивление потремах индуктивного сопротивления (транс- бителя Хп соединено первым зажимом с точформатора, реактора, линии кой 2, а вторым — с точкой О, электропередач) однозначно характеризу- 5 По горизонтальной оси двумерной гисют направление перетока мощности иска- тограммы Р(Ц) расположены 5 интервалов жений (переток происходит от точки с йзменениянапряжения искажения вточке1 большим напряжением к точке с меньшим 13ь 1=0,1,2,3,4; по вертикальной оси — 5 иннапряжением). тервалов изменения напряжения искаже.Ток искажения, протекающий через со- 10 ния в точке 2 Ц, j=0,1,2,3,4, На пересечении противление Хс, определяется соотношени- i-x столбцов и j-x строк двумерной гистогемнапряженийнаегозажимахивеличиной раммы приведены вероятности одновреэтого сопротивления. Разграничение дву- менного измерения за заданный период мерной гистограммы на часть, соответству- времени напряжения Ц в точке 1 и Ц в ющую превышению напряжения искажения 15 точке 2. в первой контрольной точке над напряжени- Пример. На фиг. 1 источники искажеем во второй точке, и часть, соответствую- ния напряжения 5-й гармоники существуют щую обратному соотношению указанных в сети потребителя и в сети энергосистемы, напряжений, позволяет рассчитать отдель- причем характер их работы обусловлен мноно средние значения токов искажения энер- 20 гими случайными факторами и направление госистемы и потребителя, мощности 5-й гармоники через трансформаСогласно предлагаемому способу пред- тор заранее определить практически невозлагается, применение полученных значений можно. коэффициентов долевого участия (КДУ) при Для определения долевого участия стоопределении доли энергосистемы и потре -"25 рон в ухудшении КЭ по 5-й гармонике измебителявзатратахнаустройстванормализа- рения производились в точках I и 2 ции КЭ (фильтры, симметрирующие анализаторами гармоник (на пределе иэмеустройства, быстродействующие статисти- рения 5о от номинального напряжения сеческие компенсаторы и тд). При этом не ти). Аналоговые сигналы с выходов учитываются перетоки мощности искаже- 30 анализаторов гармоник; представляющие ния, при которых требования ГОСТ 13109- собой напряжения 5-й гармоники, подава87 на уровни ПКЭ не превышены (в лисьнавходизмерителястатистическиххаформулах (3) и (4) суммирование произво- рактеристик, работающего в режиме дится не с интервала I=K, а с интервала измерения двумерной гистограммы размерi=M+1). Такой подход к определению значе- 35 костью 5х5. В результате получены значений КДУ связан стем, что выбор параметров ния элементов" двумерйой гистограммы, устройств нормализации КЭ производится представленные на фиг.2, по току искажения; необходимость установ- Учитывая, что величина сопротивления ки устройств нормализации КЭ возникает в Хс постоянна и при расчете коэффициентов большинствеслучаев принарушениитребо- 40 по формулам (1) и (2) присутствует как в ваний ГОСТ 13109-87: числителе, так и в знаменателе, при практиВ качестве контролируемого ПКЭ в ческом применении способа величина Хс . предлагаемом способе могут быть исполь- может быть принята равной единице. Зованы коэффициент и-й гармонической со- Множитель дОк в выражениях (3) и (4) ставляющей напряжения Кц(), 45 соответствует разности напряжений искакоэффициент обратной последовательно- жения на зажимах сопротивления Хс при сти напряжения Kzu. коэффициент нулевой измерении в точке 1 напряжения Ц и в точке последовательности напряжения Кои и ко- 2 напряжения U i, Учитывая, что при расчете эффициент колебания напряжения К, Все коэффициентов по формулам (1) и (2) множиэти ПКЭ нормируются в ГОСТ 13109-87 и 50 тельд Оксодержится вчислителеи в знамехарактеризуют мощности искажения, про- нателе, при практическом применении текающие в электрических сетях, . способа 8Uk может быть уменьшен в Ul раз

На фиг,1 представлена схема замеще- и принят равным просто коэффициенту К. ния электрической сети для l-го вида иска- В рассматриваемом примере граница жения; на фиг, 2 — двумерная гистограмма 55 раздела балансовой принадлежности электР(Ч). рических сетей потребителя и энергосистеСопротивление энергосистемы Хэ сое- мы установлена на стороне 110 кВ динено первым зажимом с точкой 0, à BTQ- трансформатора, что соответствует точке 1 рым — с точкой 1. Сопротивление Хс нафиг.1,Для напряжения110 кВ коэффици1751686

Фиг.1. ент и-й гармонической составляющей (e рассматриваемом примере напряжения 5-й гармоники) не должен превышать 1 . При выбранном пределе измерений П=5 в этом случае в формулах (3) и (4) У=О. 5

С учетом приведенных исходных данных.по выражению (3) определяют среднее значение тока 5-й гармоники в точке 1, создаваемое энергосистемой:

N — 1 N — 1: 10

1. =, . К, Я Р(1; i-К)=

К=1

-1(0,037+0,207+0,059+0,003}+20,165+0,142

-0,001}3(0,118-0,004)= t,288.

По выражению (4) определяют среднее .значение тока 5-й гармоники в точке 1, создаваемое потребителем: и — 1И вЂ” К вЂ” 1

1. =, : К : Р(1;1+К

К=1

=1(0,023+0,046+0,014)+2(0, 01 8+0,004)+3

0,002=0,133.

По выражениям (1) и (2) определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении K3:

1,288

Кэ1 1 288 + P 133 0,906;

0,133 п1 „8 + „0,094 .

Полученные значения могут быть использованы при определении долевых вкладов энергосистемы и потребителей в затратах на фильтр 5-й гармоники.

Формула изобретения

Способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии, заключающийся в том, что определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения показателя качества электроэнергии в контрольной точке, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения долевого участия потребителя и энергосистемы в ухудшении качества электроэнергии, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки — точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением Х, измеряют напряжения искажения в этих контрольных точках, получают двумерную гистограмму, значение Р(Ц) которой представляет собой вероятность одновременного попадания напряжения искажения в первой контрольной точке в интервал 1 и напряжения искажения во второй контрольной точке в интервал j, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы КЭ1 и потребителя КП1 в ухудшении напряжения искажения по формулам: э

1э +1и

fl

fl l 1 1 1 1 где i> — среднее значение тока искажения. создаваемое энергосистемой в первой контрольной точке:

И вЂ” 1 М вЂ” 1

I, > д О,, Р(! 1 К) К=1 1=М+1

1и — среднее значение тока искажения, создаваемое потребителем в первой контрольной точке;1

Н вЂ” 1 И вЂ” 1 — — д О $ P(i;i+ K) С К 1 — М+1 д Ок — разность напряжений искажения на зажимах сопротивления Х, соответствующая К-му интервалу изменения тока;

N — количество интервалов двумерной гистограммы по каждой оси;

М вЂ” номер интервала двумерной гистограммы по оси напряжения искажения в первой контрольной точке, соответствующий максимально допустимому значению этого напряжения, 1751686

Фиг.2.

Составитель B,Êàðãàïîëüöåâ

Текред M.Moðãåíòàë Корректор 8.Гирняк

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2689 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб,. 4/5