Разработка и применение математических моделей для расчета установившихся и динамических режимов ЭЭС, содержащих устройства управляемой поперечной компенсации

• Автор: Ебадиан Махмуд
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Роль устройств компенсации реактивной мощности в современной электроэнергетике.

1.2. Анализ состояния существующих средств компенсации реактивной мощности.

1.3. Обзор и анализ существующих методик расчета средств управляемой поперечной компенсации
1.4. Анализ существующих средств повышения пропускной способности и снижения потерь в линиях электропередач.
1.5. Применения УШРП с конденсаторной батареей для предотвращения лавины напряжения и стабилизации напряжения во время и после короткого замыкании.

1.6. Выводы к первому разделу.

РАЗДЕЛ 2 АНАЛИЗ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ УШРТ, УШРП

2.1. Шунтирующий реактор на основе тиристорнореакторной группы УШРТ.

2.1.1. Исследование УШРТ на математической модели.
2.1.2. Гармонический состав тока УШРТ.
2.1.3. Способы уменьшения искажения тока УШРТ.
2.2. Управляемые шунтирующие реакторы с подмагничиванием постоянным током УШРП.
2.2.1. Принцип работы УШРП
2.2.2. Конструкция фазы управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора.
2.2.3. Моделирование УШРП путем использования эквивалентной схемы с тиристорами.
2.2.4. Моделирование УШРП в БшиПпк МАТЬАВ.
2.2.5. Моделирование управляемых электрических реакторов
для сети 0 кВ.
2.2.6 Снижение искажения синусоидальности формы тока УШРП
2.2.7 Скорость набора и сброса мощности УШРП
2.3 Динамика работы управляемых шунтирующих реакторов УШРТ и УШРП
2.3.1 Система управления устройствами поперечной компенсации реактивной мощности УШРП, УШРТ.
2.3.2 Реакция энергосистемы с включенной поперечной компенсацией УШРТ или УШРП на изменение мощности, потребляемой нагрузкой.
2.3.3 Влияние УШРП на стабилизацию напряжения при
коротком замыкании на линии
2.4 Выводы по второй главе.
РАЗДЕЛ 3. ВЛИЯНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
УШРП НА ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В ЛИНИИ ЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.
3.1 Математическая модель статического источника реактивной мощности.
3.2 Алгоритм и программа расчета установившегося режима электрической системы переменного тока, включающей СТК
3.3 Виляние устройств компенсации реактивной мощности на снижение потерь в электроэнергетической системе
3.4 Анализ влияния напряжения уставки и коэффициента статизма реактора на режимы работы энергосистемы
3.5 Выводы по третьей главе.
РАЗДЕЛ 4. ПРИМЕНЕНИЕ СТК НА БАЗЕ УШРП С КОММУТИРУЕМОЙ ВНЕШНЕЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ.
4.1.1 Влияние СТК на базе УШРП на повышение пропускной способности.
4.1.2 Влияние СТК на базе УШРП на стабилизацию напряжения
во время и после короткого замыкания
4.2 Влияние СТК на базе УШРП на повышение надежности электроснабжения и устойчивости двигательной нагрузки
4.3 Выводы к 4 разделу
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Такой эффект достигается изменением реактивной проводимости передачи при регулировании средств компенсации. Тем самым устраняются нежелательные экстремумы напряжения или тока в передаче. Возникновение потерь в воздушных и кабельных линиях связано с физическими особенностями процесса передачи электрической энергии выделением тепла в металле проводов при протекании тока, несовершенством изоляции линий, приводящим к утечке тока через изоляцию, коронным разрядом в воздушных линиях сверхвысокого напряжения связано, и рядом других, менее существенных причин. Потери имеют место также в трансформаторах и автотрансформаторах, в компенсирующих устройствах различного назначения и других сетевых устройствах. Отметим, что сток реактивной мощности в концевые системы сопровождается увеличением потерь в этих системах. Поэтому оптимизация режима напряжений по условию минимума потерь в реальных условиях выполняется для сети в целом. Влиянию устройств поперечной компенсации на режимы энергосистемы уделено много внимания в литературе 3,4,5,6,7. В настоящее время во всем мире эксплуатируется целый ряд устройств позволяющих в большей или меньшей мере компенсировать реактивную мощность РМ и имеющих специфические достоинства и недостатки. Возможна компенсация реактивной мощности с помощью синхронных генераторов СГ электростанций, и синхронных компенсаторов СК. Однако потребление реактивной мощности СГ и особенно СК связано со значительными дополнительными потерями. Кроме того, использование СГ в режиме потребления РМ недовозбуждеиия приводит к снижению устойчивости их работы и ускоренному износу машин изза перегрева крайних пакетов активной стали и конструктивных элементов генераторов, вызванного значительным возрастанием результирующих магнитных полей в зонах лобовых частей обмотки статора в режиме недовозбуждеиия 3. В последнее время в ряде энергосистем России для поглощения избыточной реактивной мощности применятся так называемые асинхронизированные турбогенераторы АТГ в которых отсутствуют недостатки присущие СГ и СК. Однако АТГ может устанавливаться только на электростанциях и не может быть устанавливать на промежуточных подстанциях. Также в линиях электропередач используются неуправляемые шунтирующие реакторы ШР. По своей конструкции ШР является трансформаторным оборудованием и соответственно обладает высокой надежностью и сроком службы более лет. РМ приводит к тому, что для стабилизации напряжения в системе при постоянно меняющейся нагрузке потребителя приходится использовать переключатели под нагрузкой РПН автотрансформаторов подстанций, что приводит к быстрому их износу. Теория компенсация РМ с помощью СГ, СК, ЛТГ и ШР достаточно хорошо разработана 3,8 и в диссертационной работе не рассматривается. Более подробно остановимся на статических управляемых средствах компенсации РМ. Статические устройства компенсации РМ находят все большее применение в современной электроэнергетике для непрерывного управления потоками электрической энергии в нормальных и аварийных режимах. Традиционные устройства электромашинного типа синхронные компенсаторы заменяются более эффективными статическими компенсаторами реактивной мощности на основе силовых тиристоров, насыщающихся или управляемых реакторов. Исследования и разработки в области создания таких устройств были начаты в начале х годов XX столетия 9 в ряде стран, в том числе и СССР. В результате научных исследований был создан ряд статических источников реактивной мощности с использованием управляемых вентилей. Эти устройства могли работать, как в режиме ее генерации, так и потребления, а также переходить из режима в режим. При этом исследовались и преобразовательные схемы. Поскольку в те годы отсутствовали достаточно мощные запираемые тиристоры, для работы в режиме генерации реактивной мощности использовался принцип искусственной коммутации. Разработкой, положившей начало этапу применения новых средств управления режимами электрических систем с использованием элементов силовой электроники, явился статический управляемый источник реактивной мощности ИРМ 5.