Повышение точности учета потерь мощности на корону при оперативной оптимизации режима ЭЭС

• Автор: Гаджиев, Магомед Гаджиевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Потери электроэнергии в электрических сетях, их структура, методы расчета и оптимизации электрических режимов с учетом потерь на корону
1.1. Потери электроэнергии в электрических сетях и их структура
1.2. Методы расчета потерь мощности и энергии на корону
1.3. Существующие методы учета потерь на корону при оптимизации электрических режимов по напряжению и потокам реактивной мощности
Глава 2. Алгоритм измерения потерь мощности на корону и в проводах в режиме реального времени
Глава 3. Анализ систематической погрешности измерения потерь на
корону и в проводах в режиме реального времени
Глава 4. Анализ эффекта от регулирования напряжения для снижения
потерь на корону и в проводах в ЕНЭС по данным УИК
4.1 Диапазон регулирования напряжения на одиночных В Л
500 и 750 кВ
4.2. Возможности регулирования напряжения в сети 500 кВ
и 500 - 750 кВ при различных погодных условиях на ВЛ
Заключение
Перечень обозначений и сокращений
Приложение 1. Расчёт рабочих ёмкостей фаз
Приложение 2. Анализ возможности снижения потерь для отдельных линий электропередачи при различном соотношении потерь на корону и потерь в проводах
Литература

Введение
Актуальность работы.
Одной из актуальных проблем Российской электроэнергетики является снижение потерь мощности и электроэнергии в единой энергетической системе. Решение этой задачи возможно путем оптимизации режима работы энергосистемы по уровням напряжения и потокам реактивной мощности. Для решения указанной задачи, необходима разработка системы измерения режимов работы сети сверхвысокого напряжения с учетом потерь мощности на корону.
Потери электроэнергии в воздушных линиях (ВЛ) электропередачи состоят из нагрузочных потерь, потерь на корону и потерь от токов утечки по изоляции, при этом определяющими являются нагрузочные потери и потери на корону, которые в разной степени зависят от уровня напряжения: нагрузочные потери при неизменном значении мощности, сопротивления, а значит и напряжения на стороне нагрузки, обратно пропорциональны квадрату напряжения линии, а потери на корону пропорциональны напряжению линии в пятой степени. Таким образом, оптимальный уровень напряжения в узлах энергосистемы зависит от соотношения потерь на корону и нагрузочных потерь ВЛ. Если в хорошую погоду нагрузочные потери преобладают над потерями на корону, то при плохой погоде (снег, дождь, изморозь) потери на корону увеличиваются на 1-2 порядка. Вот почему создание системы непрерывного измерения потерь на корону ВЛ является необходимой базой для оптимизации режима по напряжению и потокам реактивной мощности. Учет потерь на корону может дать значительный экономический эффект в свете изменившихся принципов расчета тарифов на услуги по передаче и распределению электрической энергии, а также проводимых в последние годы международных программ энергосбережения и снижения вредного воздействия на экологию производства и передачи электроэнергии.
Проблемой измерения и расчета потерь на корону занимались многие отечественные и зарубежные ученные: Пик Ф.В., Хольм Р., Майр О., Попков В.И., Александров Г.Н., Левитов В.И., Тамазов А.И., Емельянов Н.П., Тиходеев Н.Н

Сергеев Ю.Г., Костюшко В.А., и др., а также такие исследовательские центры как: ВНИИЭ, НИИПТ, ЭНИН, ОРГРЭС, МЭИ - ТУ. Работы этих ученых внесли значительный вклад в развитие теории и практики расчетов потерь мощности и электроэнергии на корону.
Развитие информационных технологий и средств автоматизации позволяет подойти к рассматриваемой проблеме с новой позиции. Для определения текущих значений потерь в проводах от тока нагрузки и на корону ВЛ с высокой точностью в ОАО «ЭРИН» разработан универсальный измерительный комплекс (УИК). Для определения потерь на корону комплекс использует данные оперативного информационного комплекса (ОИК). Данный комплекс внедрен в опытную эксплуатацию в ОАО «ФСК ЕЭС», которому будет отведена одна из самых важных задач в системе оптимизации режима по напряжению и потокам реактивной мощности единой национальной энергетической системы (ЕНЭС).
Так как данная разработка является инновационной, появилась необходимость в детальном исследовании погрешностей получаемых в УЖ потерь на корону и от токов нагрузки. Числовая оценка этих погрешностей не только даст представление о точности метода, но и позволяет разработать рекомендации по совершенствованию рассматриваемого алгоритма.
Существующие в настоящее время подходы расчета потерь мощности и электроэнергии на корону не могут быть использованы для решения задач оперативного расчета и оптимизации режимов электроэнергетических систем (ЭЭС), так как отсутствует возможность определения текущего вида погоды вдоль линий электропередачи. Учет потерь мощности и энергии на корону нужен не только при проектировании сетей и линий, но и при расчете установившихся режимов энергосистем, а также может быть целесообразен при перспективном и ретроспективном анализе балансов энергии электроэнергетических систем (ЭЭС), планировании оперативного резерва мощности электростанций.
Уникальный в своем роде метод определения текущих потерь и их составляющих (на корону и в проводах от токов нагрузки) предложен Тамазовым А.И

РЛР*+°п> (2.20)
то имеют место потери хорошей погоды, если же
Рк)Ра + <тп> (2.21)
то плохой.
Следует помнить, что при плохой погоде в состав измеренных потерь Рк входят потери мощности от токов утечки по изоляции, которые достигают наибольших значений при дожде. Определять Пс и ап необходимо каждый раз, когда линия работает в условиях хорошей погоды, поскольку обслуживающий персонал может вмешаться в цепи измерений в любое время, что может изменить характеристики погрешностей.
Система измерения потерь универсальна и может использоваться для ВЛ разных номинальных напряжений. Для этого необходимо подготавливать данные для всех ВЛ энергосистемы и последовательно вводить их в систему измерения.
Вышеприведенный алгоритм заложен в программный комплекс УИК. В настоящее время УИК находится в опытной эксплуатации, измеряя потери мощности на корону 50 линий. На рис. 2.1 и 2.2 приведены фрагменты измерения УЖ потерь на действующих ВЛ 500 кВ Волгодонская АЭС - ПС Южная длиной 192 км (ЗхАС 330/43) и ВЛ 750 кВ Калининская АЭС - ПС Ленинградская длиной 382 км (5><АС240/56).
Данные метеостанций, предоставленные ЗАО «Центр Инфраструктурных Проектов» подтверждают факт наличия дождя в вышеуказанный период, что говорит о работоспособности алгоритмов, используемых в программном комплексе УИК. По данным УИК, согласно рис.2.1 и 2.2, продолжительность повышенных потерь на корону для ВЛ 500 кВ и 750 кВ равна 3,3 и 2,5 часа, соответственно.
На рис. 2.3 и 2.4 представлены гистограммы потерь на корону для линий, по которым рассчитаны удельные величины потерь электроэнергии на корону, представленные в таблице 2.1.