Методы и средства снижения потерь электроэнергии в сельских и коммунальных распределительных электрических сетях при несимметричной нагрузке

• Автор: Троицкий, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 339 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ С НЕСИММЕТРИЧНЫМИ НАГРУЗКАМИ.

1.1. Моделирование несимметричных режимов

1.2. Краткая история развития методов расчета и моделирования

потерь электроэнергии

1.2.1. Детерминированные методы определения потерь энергии.

1.2.2. Вероятностностатистические методы определения ТРЭ

1.2.3. Методы расчета нагрузочных потерь в и II

1.3. Методы расчета потерь электроэнергии в .

1.3.1. Регрессионные зависимости для расчета потерь электроэнергии в сетях 0, кв
1.3.2. Директивные методики
1.4. Мероприятия по снижению несиммстрии и потерь электроэнергии
1.5. Выводы по главе 1.
2. РАЗВИТИЕ МЕТОДА ОРТОГОНАЛЬНЫХ ПРОЕКЦИЙ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЛИНЕЙНЫХ ТОКОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В РАДИАЛЬНОЙ ЛИНИИ С НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКОЙ.
2.1. Связь фазных и симметричных координат.
2.2. Общие положения метода ортогональных проекций симметричных составляющих линейных токов
2.3. Показатели несимметрии системы линейных токов.
2.4. О методической погрешности определения КНЗ
2.5 Моделирование потерь активной мощности в радиальной линии
с несимметричной нагрузкой.
2.6. Дополнительные потери активной мощности при пропусках энергии субабонентам через элементы сети продавцов.
2.6. Выводы по главе 2.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ МАГИСТРАЛЬНОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ С НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКОЙ.
3.1. Потери мощности в линии с симметричными нагрузками
3.2. Потери мощности в линии с несимметричными нагрузками.
3.3 Универсальная математическая модель относительных потерь активной
мощности в двух ответвлениях от магистрали
3.4. Шаговый метод расчета потерь активной мощности в магистральной линии.
3.5. Применение метода ортогональных проекций ССТ для исследования несимметричных режимов ВМЛ
3.6. Метод коэффициентов относительных потерь электрической энергии головных участков магистральных линий.
3.7. Выводы по главе
4. УРАВНОВЕШИВАНИЕ ТОКОВ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В КОММУНАЛЬНЫХ И СЕЛЬСКИХ СЕТЯХ 0, КВ.
4.1. Обоснование уравновешивания токов нулевой последовательности
с помощью конденсаторов.
4.2. Математическая постановка задачи уравновешивания токов нулевой последовательности в РС коммунальной энергетики.
4.3 Алгоритм эквивалентной замены трехфазной несимметричной нагрузки
трехфазной симметричной и однофазной нагрузками.
4.4. Уравновешивание токов нулевой последовательности с помощью корректирующего устройства, включаемого в одну из фаз сети
4.5. Метод коэффициентов перехода от модулей токов уличного освещения к модулям токов конденсаторных батарей
4.6 Гибридное устройство для включения конденсаторов
4.6.1. Обоснование необходимости применения гибридногоконтактора для коммутации конденсаторной батареи
4.6.2. Схема гибридного коммутационного устройства и описание его работы.
4.7. Выводы по главе
5. ЭКОНОМИЧЕСКИ ОПРАВДАННАЯ КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНЫХ НАГРУЗОК.
5.1. Противоречия экономически оправданной КРМ в системной ее постановке и пути их преодоления
5.2 Расчт регулируемой и нерегулируемой мощностей
компенсирующих устройств
5.3. Примеры современных РБК и их регуляторов.
5.4. Экономически оправданная КРН в распределительных сетях.
5.5. Проблема КРН в коммунальных сетях
5.6. Возможности многофункционального использования трехфазных несимметричных КБ.
5.6.1. Включение конденсаторов в сеть по схеме треугольника.
5.6.2. Соединение конденсаторов в звезду с изолированной нейтралью
5.6.3. Соединение конденсаторов в звезду, нейтраль которой связана с нулевым проводом.
5.7. Выводы по главе
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ КАК СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
6.1. Обоснование представления междуфазных и фазных напряжений, их симметричных составляющих в различных системах координат
6.2. Пред ставлен не несимметричных междуфазных и фазных напряжений в различных системах координат
6.2.1. Начало координат совпадает с центром описанной вокруг треугольника линейных напряжений окружности.
6.2.2. Начало координат совпадает с центром тяжести треугольника линейных напряжений несмещенной нейтралью
6.2.3. Начало координат совпадает со смещенной нейтралью землей
6.2.4. Начало координат совпадает с вершиной В
6.2.5. Переход от одной к другим системам координат.
6.3. Показатели и нормы качества электроэнергии.
6.4. Геометрическая интерпретация несимметричных режимов напряжений
6.4.1. Определение векторов междуфазных и фазных напряжений по их модулям.
6.4.2. Напряжения прямой и обратной последовательностей.
6.4.3. Модуль напряжения нулевой последовательности.
6.5. Методы и средства улучшения качества электроэнергии
6.6. О предельной загрузке трехфазных трансформаторов однофазной нагрузкой.
6.7. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Поскольку в сельских и коммунальных РС постоянно имеет место несимметрия и неуравновешенность токов, а также несимметрия напряжений по нулевой и обратной последовательностям, то возникает необходимость моделировать несимметричные режимы. Расчеты потерь при этом выполняют на основе симметричных составляющих токов и напряжений. Особое внимание в диссертации уделено исследованиям влияния неуравновешенности ТНП, так как на их долю приходится более половины дополнительных потерь. Ъскольку вторым по значимости фактором превышения потерь является неудовлетворительная КРН, то основным средством снижения потерь, как показали исследования в диссертации, оказалось многофункциональное использование конденсаторов для улучшения качества электроэнергии и КРН. Каждый элемент сети характеризуется технически допустимыми и экономически целесообразными режимными параметрами, значения которых обычно лежат ниже технически допустимых, когда сеть спроектирована рационально. Если действительный параметр лежит ниже экономически целесообразного, то никаких мероприятий по повышению пропускной способности элемента сети не следует производить. В условиях эксплуатации есть смысл вести режим работы с минимальными потерями энергии лишь для РС при оптимизации ее режимов. Оценить коммерческие потери можно при сравнении отчетных и расчетных потерь электроэнергии. Погрешность расчетных потерь обусловлена не только погрешностью используемых математических моделей, но и ошибками в задании исходных данных. Поскольку сети различных напряжений поразному представляют в расчетных математических моделях, то в некоторых источниках, например , их деляг на системообразующие 0 кВ и выше, питающие 0 0 кВ, распределительные сети высокого 6 кВ и низкого до 1 кВ напряжений. В работе 0 предложено несколько иное их деление транзитные ВМЛ с реверсивными потоками мощности, основные замкнутые сети энергосистем, радиальные сети 0 кВ, сети 6 кВ и сети 0, кВ. В диссертации используется классификация сетей, принятая в работе . Международный научнотехнический семинар Нормирование, анализ и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях в Москве в ноябре г. ОАО ВНИИЭ основные направления переработки Типовой инструкции по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и потреблении. В РС традиционно оценивают значения потерь по иерархической структурной схеме для отдельно взятых подстанции центра питания ЦГ1, района РЭС, предприятия ПЭС электросетей. В диссертации предлагается принципиально иная структурная схема рис. Иерархическая схема позволяет разрабатывать для них технические и организационные МСП, используя директивные указания , и множество других литературных источников , , , 9, 2, 3, 6. Совершенствование методов расчетов и моделирования потерь электроэнергии в настоящее время идет либо по пути их уточнения с учетом возможно большего числа факторов, благодаря использованию ЭВМ, либо путем упрощения. Для поддержания потерь энергии на экономически целесообразном уровне технические потери необходимо определять как минимум раз в год 8. Распределительные сети 0, кВ последнее звено в системе электроснабжения. Они характеризуются значительной суммарной протяженностью линий, большим количеством ПЭ, в том числе однофазных. Линии 0, кВ, как правило, воздушные и могут выполняться четырех, трех и двухпроводными по разомкнутой схеме. На опорах этих линий в населенных пунктах устанавливают светильники уличного освещения, которые питаются от отдельного фазного провода освещения и общего нулевого провода. В дальнейшем сети 0, кВ будем называть сетями низкого напряжения НН. Изложенные особенности электрических сетей НН затрудняют решение задачи расчета потерь электроэнергии в них. Поэтому в условиях эксплуатации существующих сетей НН поэлементные расчеты их режимов практически не проводятся изза трудностей сбора исходной информации, большого объема схем замещения, низкого уровня эксплуатации и неэффективных технологий управления. Вместе с тем, многие ВЛ электропередачи 0, кВ находятся в эксплуатации длительное время, развиваясь стихийно. На их долю приходится значительная часть потерь.