Разработка метода оценки влияния потребителей на несинусоидальность и несимметрию напряжений в электрической сети

• Автор: Федосов, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА ИСКАЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
1.1. Модель электрической сети для анализа несинусоидальности и несимметрии напряжений
1.2. Анализ методов оценки влияния потребителей на искажение напряжениям
1.3. Анализ методов определения параметров схем замещения потребителей
1.4. Выводы
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА ИСКАЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
2.1. Постановка задачи
2.2. Метод оценки влияния потребителей на искажение напряжения в точке общего присоединения
2.3. Верификация метода на математической модели при различных сочетаниях параметров схем замещения потребителя и внешней сети..
2.4. Верификация метода с использованием модели электроэнергетической системы
2.5. Нормирование тока искажения потребителей с нелинейными и несимметричными нагрузками
2.6. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ МЕТОДА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УМЕНЬШЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ
3.1. Задача определения параметров схем замещения потребителей
3.2. Метод экспериментального определения параметров схем замещения потребителей
3.3. Исследование погрешностей метода экспериментального определения параметров схем замещения потребителей
3.4. Способы уменьшения погрешностей метода экспериментального определения параметров схем замещения потребителей
3.5. Выводы
4. ВЕРИФИКАЦИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИХ ВЛИЯНИЯ НА ИСКАЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
4.1. Описание условий и средств измерения
4.2. Предварительная обработка результатов измерений
4.3. Результаты измерений на физической модели энергосистемы

4.4. Результаты измерений в действующей энергосистеме.
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Общепризнанным является тот факт, что электрическая энергия - это товар. Как и у любого товара, у электроэнергии есть такое важное свойство, как качество. Стандарты ГОСТ 13109-97 [22] и заменивший его с 01.01.2013 г. ГОСТ Р 54149-2010 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [27] устанавливают допустимые значения для характеристик качества электрической энергии (КЭЭ). Нормируются следующие показатели качества электроэнергии (ПКЭ):
- установившееся отклонение напряжения (отрицательное и положительное отклонения напряжения электропитания);
- размах изменения напряжения;
- доза фликера (кратковременная доза фликера и длительная доза фликера);
- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения);
- коэффициент н-ой гармонической составляющей напряжения;
- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности (ОП);
- коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности (НП);
- отклонение частоты;
- длительность провала напряжения;
- импульсное напряжение;
- коэффициент временного перенапряжения.
В дополнение к перечисленным показателям в [27] без указания норм введены такие ПКЭ, как одиночные быстрые изменения напряжения, интергармонические составляющие напряжения, напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям, и прерывания напряжения.

Приведены примеры, когда подключение линейного потребителя приводит к ухудшению ПКЭ, а подключение искажающего потребителя снижает величину ПКЭ в ТОП. Отмечено, что несовершенство метода вызвано неучётом векторного характера параметров СЗ.
Описан метод выявления искажающих потребителей с использованием генератора эталонной помехи. Для верификации метода составлена модель электрической сети в системе МАТЬАВ и на ней проведен расчётный эксперимент. Достоверность метода подтверждена при наличии только одного источника помехи в схеме; при двух и более источниках помехи метод работает недостоверно. Среди недостатков метода также отмечена необходимость проведения трудоёмких подготовительных работ, связанных с подключением генератора эталонной помехи к узлам сети ВН и выполнением синхронизированных измерений помех.
При реализации методов оценки влияния потребителей на искажение напряжения возникает задача определения параметров СЗ участников СЭС на ВГ и для токов ОП основной частоты. Отмечено, что существуют методы определения параметров СЗ с использованием априорной информации и без её использования.
Первая группа методов отличается сравнительной простотой, однако обладает низкой достоверностью по причине неучёта случайного характера нагрузок и изменения конфигурации сети, а также из-за значительных методических погрешностей.
Вторая группа методов без использования априорной информации о сети обладает большей достоверностью. Широкое распространение получил метод определения параметров СЗ, использующий данные двух измерений параметров режима в ТОП. Установлено, что при изменении параметров внешней сети и отсутствии изменений СЗ исследуемого потребителя могут быть получены параметры последнего; при изменениях режима, вызванных переменой состояния только контролируемого потребителя, могут быть получены параметры внешней относительно потребителя сети; при одновременном изменении параметров СЗ исследу-