Способ регулирования напряженияэлектрической сети

 

Союз Советсиии

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >849376. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 10. 79 (21) 2826662/24-07 (51)м. Кл.

Н 02 J 3/12 с присоединением заявки ¹

3еоудеротевниый комитет

СССР (28) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23. 07. 81..Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 03 08.81 (53) УДК621. 316. ..722:621.311. .1(088.8) (72) Авторь1 изобретения

Н.M. Ко смынина и А. В. Шмойлов

Томский ордена Октябрьской Революции и (71) Заявитель

Красного Знамени политехнический инсти

I.(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯ)КЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТ11

Изобретение относится к управлению режимами работы энергосистем и может быть использовано для регулирования напряжения электрических .сетей.

Известны способы автоматического регулирования напряжения узла электрической сети, основанные наизмерении напряжения узла и мощностей его присоединений, суммировании напряжения с ЭДС, пропорциональными мощностям присоеди10 некий, и воздействии на источники реактивной мощности и трансформаторы связи узла в зависимости от характера описанной суммы (13 .

Однако данные. способы позволяют

15 осуществить регулирование напряжения только одного узла, информацию которого они используют. Для регулирования напряжения в целом по электрической сети обеспечения требуемого распределения напряжений в узлах они не пригодны.

Известен способ автоматического регулирования напряжения в электричес2 ких сетях путем программного управления трансформаторами связи в зави-!. симости от напряжения сети и перетока реактивной мощности по .линии связи между трансформаторами связи, согласна которому осуществляют регулирование .напряжения всего сетевого района по программе (2) .

Однако . устранение несоответствия программ регулирования трансформаторов связи осуществляют в зависимости от перетоков только из данного узла в соседние а перетоки мощности из соседних узлов в дальние не учитываются, хотя .от них непосредственно зависят потери в сети.

Способ не предусматривает обработки какого-либо обобщающего критерия для всей электрической сети. Поэтому снижение потерь в линиях сети не достигается

Они при этом могут не только не уменьшиться, но даже увеличиться.

3 8493

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ автоматического регулирования напряжения в энергосистеме путем централизованного управления источниками реактивной мощ- 5 ности и трансформаторами связи для поддержания требуемого уровня напряжения в контролируемых узлах Он основан на обобщающем критерии регулирования напряжения для всего сетевого района l0 и заключается в сопоставлении по величине между собой приращений ущерба в узлах сети. При этом изменение установок реактивной мощности осуществляют, начиная с источника, для которо- l5

ro отношение изменения напряжения в узле с максимальным значением сигнала. приращения ущерба к величине реактивной мощности является наибольшим. Данный критерий охватывает па- 20 раметры режима всей сети (3) .

Однако воздействие на энергообьект в способе организуется по локальной инфрмации одного узла, а имен25 но того, где приращение ущерба наибо лысее и отношение изменения напряженияк величине реактивной мощности является наибольшим. Такое воздействие логично, хотя после его реализации невозможно определить, у-меньшились ли потери в сети или наоборот возросли, улучши лось ли качество напряжения всей сети или ухудшилось, так как данные интегральные показатели функциониро=

35 вания сети ни прямо, ни косвенно не контролируются. Максимум приращения ущерба.или отношения изменения напряжения к реактивной мощности в одной точке сети практически никакой информации о потерях в сети или распределении уровней напряжения в ее узлах не дают. Так же, как и в способе L2); данные критерии могут быть полезны для локального улучшения по- 4 казателей режима, т.е. для повышения качества напряжения и снижения потерь в узле, где они имеют максимальные приращения. Потери в сетях, ущерб от отклонений напряжения, качество на50 пряжения для сетевого района или энергосистемы могут быть эффективно сбалансированы только тогда, когда критерии, характеризующие их и используемые для регулирования,не столько представляют распр едел ение или динамику оптимизируемого показателя, сколько дают его целостную оценку для всего энергообъекта. В этом способе критерии регу7б,4. лирования не дают интегральной оценки всей сети. Поэтому достигаемое с их помощью повышение качества напряжения справедливо только для регулируемого узла. Что касается сети, то для нее в целом такой способ регулирования может не повысить, а даже снизить качество напряжения, такI же не уменьшить, а возможно и увеличить потери от перетоков мощности по линиям, Цель изобретения — уменьшение потерь, связанных с перетоками мощности по линиям электрической сети.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования напряжения электрической сети путем централизованного управления источниками реактивной мощности и трансформаторами связи для поддержания .требуемого уровня напряжения в контролируемых узлах. измеряют однонаправленные па отношению к контролируемому узлу токи линий, суммируют их с удельными весами, пропорциональными сопротивлениям:. соответствующих линий, и управляют источниками реактивной мощности и трансформаторами связи до получения минимума полученной суммы, Порядок реализации критерия суммы токов с удельными весами определяет-, ся используемым вариантом суммирования втекающих или вытекающих токов. Если суммируются втекающие токи, то регулирование необходимо начать с источника реактивной мощности, расположенного в узле, в котором собственная сумма втекающих токов с удельными весами, пропорциональными сопротивлениям линий сети,по которым передается мощность из соседних узлов, является наибольшей. Предпринятые действия не всегда приводят .к уменьшению потерь всей сети, но они наиболее логичны, так как естественно прогнозировать уменьшение общего по уменьшению наибольшей части. Но поскольку части взаимосвязаны, прогноз не всегда может оправдаться.

Из этого следует, что. первый шаг реализации способа нужна применить в другом узле сети воздействуя на истоJ чники реактивной мощности другого узла, в котором собственная сумма втекающих токов с соответствующими удель849376 6 ными весами по величине является следующей по сравнению с наибольшей, На чертеже схематически изображена электрическая сеть для осуществления способа.

Сеть содержит узлы .1-9, к которым через трансформаторы связи подключены йагрузки (на чертеже приведены только регулируемые под нагрузкой трансформаторы связи) и источники реактивной мощности, регуляторы 10-16 трансформаторов связи и регуляторы 17-20 источников реактивной мощности. Информация о втекающих токах (пунктирные линии) и напряжении контрольных узлов (штрих- пунктирные линии) собирается и обрабатывается на центральном пульте 21. При этом на центральный пульт из каждого узла поступают не

/ простые токи, а суммы произведении 2О втекающих токов на сопротивления линий, по которым они проходят, т.е. собственные суммы втекаюн их токов с удельными весами (на чертеже соответствующая пунктирная линия начинается не у каждой из линий узла, а от условной дуги, которая охватывает все его линии). Суммируются, однако, токи не всех линий узла, а только те, по которым они вытекают. Выполняется это с помощью органов направления мощности, которые при направлении мощности к узлу разрешают суммирование. сигнала и запрещают при обратном направлении. 35

Способ регулирования напряжения электрической сети реализуется следующим образом.

С помощью датчиков тока имеряют токи в линиях каждого узла. Одновременно в каждой линии посредством ре— ле мощности фиксируют направление тока: к узлу или от узла. Токи к узлу, умноженные на масшбатные коэффициенты — сопротивления линий, по которым они протекают суммируют. Получен-! ные таким путем собственные суммы токов узлов по каналам телемеханики .передают на центральный пульт 21 где названные суммы складывают. В результате получают сумму втекающих в увлы токов всей сети с удельными весами, пропорциональными сопротивлениям соответствующих линий. Последняя сумма однотонно связана с потерями сети от перетоков мощности, т.е. является критерием регулирования напряжения в узлах сети.

При регулировании напряжения по сформированному критерию возможны выходы напряжений узлов на эксплуатационные пределы. Чтобы это предупредить, в контрольных узлах сети изменяют напряжение и результаты передают на центральный "пульт. На основании этой информации всегда можно предотвратить воздействия на источники реактивной мощности, ведущие к выходу значений напряжений в узлах из допустимых пределов.

Располагая на центральном пульте величиной критерия регулирования напряжения, собственными суммами токов узлов и значениями напряжений в контрольных узлах, организуют управляющие воздействия на источники реактивной мощности и трансформаторы связи.

Для этого выбирают наибольшую собственную сумму и начинают воздействовать на источник реактивной мощности, расположенный в узле, где получена эта сумма. !

Так как контролируются втекающие токи, то, чтобы уменьшить потери (собственную сумму, необходимо увеличить напряжение в узле 1 т.е.увеличить вырабатываемую источни-, ком 1 узла реактивную мощность. Если наибольшая собственная сумма получилась для узла без источника реактивной мощности, например 2, следует увеличить вырабатываемую реактивную мощность у какого-либо из источников, приключенных к соседнему узлу 1 или 3.

После определенной дозировки воздействия на источник реактивной мощности необходимо сопоставить получившееся значение критерия регулирования с прежним. Если оно уменьшилось, то следует продолжать дозировку до получения минимально возможного значения критерия. На этом заканчивается

TIo$IHblIt шаг выбранной процедуры регули" рования, Если после первоначальной дозировки воздействий на источник реактивной мощности: значение критерия увеличилось, нужно воздействия с данного источника снять и организовать последние на другой источник, который находится или близко расположен к узлу. где собственная сумма втекающих токов имеет следующую величину xto сравнению с максимальной.

849376

Если воздействие. на источник реактивной мощности не может быть реализовано по причине предельного значения напряжения в узле> то его дозировка переносится на какой-либо из источников в соседних узлах. Глубина дозировки как обычно должна определяться минимумом критериярегулирования и недопущением выбросов напряжения в узлах за эксплуатационные пре- 10 делы.

При отработке минимума критерия регулирования с центрального пульта 21 . организуют также воздействия на трансформаторы связи, которые должны изме- 15 нять свои коэффициенты трансформации в соответствии с напряжениями в узлах. процесс регулирования выполняют либо непрерывно, либо дискретно. В результате получают оптимальное с 20 точки зрения минимума потерь распределением напряжения в узлах сети.

Все воздействия, посылаемые с центрального пульта на источники реактивной мощности и трансформаторы связи, отрабатываются на регулируемых объектах через свои регуляторы 10-16 и

17-20,которые, наряду с воздействиями центрального пульта, воспринимают полагающуюся информацию конкретного объ- о екта, напряжения узлаипотоков мощности в его присоединениях. Иначе, регулирование источников реактивной мощности и трансформаторов связи осуществляют через установленные на данных объектах ре- 35 гуляторы напряжения, на которые пода" ют дополнительную информацию с центрального пульта.

Возможны и другие варианты опера-. ций предлагаемого способа регулиро4О вания напряжения электрической сети.

Однако они не изменяют сущности и последовательности принципиальных операций способа.

Способ в технической реализации не требует сложной аппаратуры. Для

его осуществления нужны датчики тока и напряжения, каналы телемеханики, центральный пульт. Алгоритмы действия центрального пульта — суммирование и сравнение, а также. получения собственных сумм токов узлов с неизмененными удельными весами просты и на" глядны. Внедрение способа в сети может производиться по этапам: сначала в сферу регулирования могут быть включены основные узлы и основные линии узлов, затем по мере оазвития технической базы могут быть привле" чены все линии регулируемых узлов, а также введены дополнительные узлы.

Вследствие развития сети значимость узлов может меняться, к чему легко приспосабливается предлагаемый способ..

Формула изобретения

Способ. регулирования напряжения электрической сети путем централизованного управления источниками реактивной мощности и трансформаторами связи для поддержания требуемого уровня напряжения в контролируемых узлах, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, связанных с перетоками мощности по линиям сети, измеряют однонаправленные по отношению к контролируемому узлу токи линий, суммируют их с удельными весами, пропорциональными сопротивлениям соответствуЮщих линий, и управляют источниками реактивной мощности и трансформаторами связи до получения минимума полученной суммы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 496635, кл. H 02 J 3/12, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР № 432635, кл. H 02 J 3/12, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 481099, кл. Н 02 J 3/12, 1972 (прототип).

849376

Составитель К.Фотина

Редактор Н.Пушненкова Техред A. Ач Корректор С.Корниенко

Заказ 6108/71. Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4