Расчет режима замкнутой электрической сети


Известны два способа расчета УР. Для сетей, оснащенных средствами ТИ, данные о мощности, передаваемой по каждой ветви, и напряжении в каждом узле поступают в вычислительный центр от оперативного информационного комплекса (ОИК), обрабатывающего данные ТИ. В этом случае расчет потерь сводится к использованию формулы (2.1) для каждой ветви сети. Однако, так как любым измерениям свойственны погрешности, сумма измеренных мощностей ветвей, входящих и выходящих из каждого узла, несколько отличается от нуля. Напряжения в узле, определенные исходя из потерь напряжения в подходящих ветвях, рассчитанных на основе измеренных мощностей, также различаются между собой. Для корректировки данных применяются специальные процедуры. Такой способ расчета УР назван «оцениванием состояния сети» (правильнее было бы назвать оцениванием режима сети).

Многие сети не оснащены в полной мере средствами ТИ. Для расчета УР этих сетей используются программы, реализующие метод узловых потенциалов. Исходными данными для расчета являются нагрузки в узлах в виде активной и реактивной мощности и напряжение в одном из узлов, который называют балансирующим. Обычно это узел с наибольшей генерируемой мощностью. Уравнения установившихся режимов являются нелинейными с большим количеством переменных и ограничениями в форме неравенств. Для решения таких систем уравнений используют итерационные алгоритмы последовательного приближения к искомому результату, которые применяются во всех известных программах расчета УР (РАСТР, Б-2, МУСТАНГ, ДАКАР, РАП-стандарт и др.).

На каждой итерации расчета определяются векторы напряжения в узлах схемы (модуль и угол по отношению к вектору напряжения в балансирующем узле). По напряжениям в смежных узлах определяют мощности, протекающие по каждой ветви схемы. В связи с приближенностью расчета напряжений сумма мощностей, передаваемых по отходящим от узла ветвям, на конкретной итерации не равна заданной узловой нагрузке. При каждой последующей итерации небаланс мощностей в узле снижается, однако в итерационном процессе невозможно добиться его тождественного равенства нулю. Для того чтобы расчет можно было завершить, задают допустимый небаланс нагрузок в узле – чем он меньше, тем точнее расчет, но тем больше времени он занимает. Для основных сетей обычно достаточно задать допустимый небаланс на уровне 0,2–0,5 МВ·А.

Нелинейность уравнений означает наличие нескольких решений (корней уравнения), удовлетворяющих поставленному условию. Поэтому режим может сойтись и к одному из математически возможных, но физически несуществующему решению, а может и «развалиться» в процессе итераций. «Головной болью» разработчиков программ расчета УР является проблема обеспечения автоматической сходимости расчета к физически существующему режиму.

Иногда итерации могут продолжаться бесконечно. Это происходит при колебательном процессе итераций, когда нарушение ба- 47 ланса в узле на одной итерации происходит в одну сторону, а на следующей итерации в другую. Иногда снижающийся небаланс в одном узле приводит к его увеличению в другом узле, а на следующей итерации наблюдается обратная картина. Колебательный процесс наблюдается обычно только в некоторых узлах, а размахи колебаний незначительны (хотя постоянно превышают заданный допустимый небаланс нагрузок). Риск попадания в колебательный процесс увеличивается при задании малых значений допустимого небаланса. Для выхода из процесса итераций устанавливают допустимое число итераций. Расчет закончится либо при достижении установленного небаланса нагрузок, либо через установленное количество итераций. Обычно достаточно установить допустимое число итераций порядка 15–20.


Для ускорения процесса сходимости расчета к физически существующему режиму целесообразно использовать так называемые опорные узлы, напряжения в которых известны до расчета по результатам измерений. В процессе расчета эти напряжения не меняются, а напряжения в остальных узлах определяются с учетом заданных напряжений в балансирующем узле и опорных узлах. Но для того чтобы в процессе расчета напряжения в опорных узлах можно было бы держать неизменными, необходимо изменять в этих узлах реактивную мощность. Поэтому в качестве опорных узлов могут быть использованы только узлы, в которых имеется регулируемый источник реактивной мощности (обычно это узлы присоединения электрических станций или синхронных компенсаторов). Для таких узлов задают допустимые диапазоны изменения реактивной мощности.

Для обеспечения автоматической сходимости расчета без вмешательства расчетчика используются различные приемы. Например, программа РАП-ОС-ст при затруднениях со сходимостью сама вводит дополнительные опорные и балансирующие узлы, а по мере «успокаивания» процесса последовательно переводит их в ранг обычных узлов, то есть разрешает им принять участие в итерациях на общих основаниях.

Не рекомендуется задавать балансирующий узел на шинах генераторного напряжения электростанции из-за большой чувствительности напряжений во всех узлах схемы к коэффициенту трансформации в балансирующем узле. Например, при генераторном напряжении 15 кВ можно посчитать, что коэффициенты 15,7/220 и 15,4/220 не так уж сильно отличаются. Однако разница в результатах расчета может быть весьма существенной, особенно при наличии длинных и незагруженных линий 220 кВ и выше. Повышение напряжения 48 в балансирующем узле приводит к увеличению емкостной генерации на присоединенных к узлу линиях, еще большему повышение напряжения на их концах и так далее по цепочке, в конце которой расчетное напряжение в узлах может достичь нереальных значений. Балансирующий узел рекомендуется задавать на шинах высокого напряжения электростанции или на шинах 220 кВ подстанции 500/220 кВ.


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об энергетике, электротехнике и электронике
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: