99685

Анализ уравнений баланса активных и реактивных мощностей электрической сети

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Регулирование напряжения может осуществляться несколькими способами: централизованным регулированием напряжения, местным регулированием напряжения (действия РПН на ее трансформаторах), с помощью компенсирующих устройств. Все указанные способы имеют свои достоинства и недостатки.

Русский

2016-10-08

271 KB

0 чел.

Расчетная схема замещения сети:

      

   На данном рисунке:

       -напряжения – в кВ;

       -мощность – в МВА;

       -сопротивления – в Ом;

       -проводимости – в мкСм;

       -коэффициенты трансформации – в относительных единицах.

 1.   Анализ уравнений баланса активных и реактивных мощностей электрической сети.

    Создаем базу данных, необходимую для расчетов УР на ПЭВМ схемы сети. При этом принимаем:

        -нагрузки представлены постоянными мощностями;

        -компенсирующие устройства КУ1 и КУ2 отключены;

        -Кт1=Кт2=Ктном=0.096;

        -в качестве балансирующего узла сети (БУ) принят узел 1, напряжение Uбном=110 кВ.

    Выполняем контрольный расчет УР сети и оцениваем достоверность и приемлемость полученных результатов.

    а). По уровням напряжения (напряжения на шинах подстанции должны быть 90-115% от номинального, т.е. должны быть в рамках 99-126.5 кВ для узлов 1, 2, 3, 5 и 9-11.5 кВ для узлов 4,6).

      Полученные значения напряжений:

             U1=110 кВ;

             U2=106.1 кВ;

             U3=98.31 кВ;

             U4=9.029 кВ;

             U5=107.1 кВ;

             U1=9.95 кВ.   

      Как видим, значения напряжений приемлемы.

   б).   По загрузке силовых трансформаторов.

     В нормальном режиме должно выполняться условие:

                           

      Для данных трасформаторов

            Sном=16 МВА                     

            Smax1=17.7 МВА                        

            Smax2=17.1 МВА                       

                       

      Как видим, условие выполняется.

   в). По токам в ветвях.

            I12доп=390 А;

            I23доп=285 А;

            I15доп=390 А;

            I25доп=285 А.

            I12=268 A <I12доп;

            I23=259.4 A <I23доп;

            I15=138.8 A <I15доп;

            I25=103.9 A <I25доп;

        

       Таким образом, условие выполняется.

    

   г). Оцениваем особенности работы сети в заданном УР:

           Рб=68.9 МВт

           Qб=33.8 Мвар

           ∑Р=65 МВт

           ∑Q=31 Мвар

            Рб>∑Р   и Qб>Q

            Значит, система является избыточной и по активной, и по реактивной мощностям.

2. Исследование составляющих уравнений баланса активных и реактивных мощностей.

      

       Выполняем серию расчетов при условии:

            -нагрузки в узлах заданы статическими характеристиками (тип 1 – при Uном=110 кВ, тип 2 – при Uном=10 кВ);

            -Qк1=Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=(0.80…1.20)Uнс, где Uнс=110 кВ.

       Аналогичные результаты повторяем для случая, когда нагрузки представлены постоянными мощностями (тип 0 для любых номинальных напряжений).

Таблица 1.

Зависимости основных составляющих баланса от величины Uб.

N

Uб,

Рб,

Qб,

∑Рн,

∑Qн,

∆Рсум,

∆Qсум,

U2,

P2,

Q2,

U3,

P3,

Q3,

U4,

P4,

Q4,

режима

кВ

МВт

Мвар

Мвт

Мвар

Мвт

Мвар

кВ

Мвт

Мвар

кВ

Мвт

Мвар

кВ

Мвт

Мвар

 

 

 

 

 

 

 

 

P=сonst, Q=const

 

 

 

 

 

 

1

88

73,3

43,2

 

 

8,4

15,3

82,41

 

 

71,23

 

 

6,214

 

 

2

99

70,8

37,7

 

 

5,81

10,6

94,41

 

 

85,24

 

 

7,694

 

 

3

110

68,9

33,8

65

31

4,28

7,84

106,1

10

6

98,31

25

10

9,029

15

8

4

121

68,4

31,2

 

 

3,39

6,21

117,6

 

 

110,7

 

 

10,27

 

 

5

132

67,1

27,77

 

 

2,69

4,94

129

 

 

122,9

 

 

11,48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P=f(U), Q=f(U)

 

 

 

 

 

 

1

88

60,3

32

55,64

25,6

5,21

9,7

83,65

8,74

4,663

75,03

21,1

7,648

6,718

12,61

7,028

2

99

62,5

29,6

58,84

25,96

4,2

7,77

95,16

9,22

5,175

87,52

22,22

7,827

7,988

13,35

7,189

3

110

66

30,1

62,61

28,37

3,68

6,85

106,4

9,8

5,715

99,35

23,56

8,854

9,199

14,28

6,845

4

121

70,5

35,6

66,69

34,16

3,6

6,82

117,4

10,5

6,759

110,3

25,04

10,04

10,21

15,2

8,406

5

132

75,9

45,3

71,12

42,62

3,79

7,35

128,1

11,2

8,282

120,7

26,67

11,97

11,13

16,17

10,7

 

    а). Р=const, Q=const.

                                                                                                                                     

            

   б). P=f(U), Q=f(U).

                                                                

    

      Оценим  эффективность регулирования нагрузок ПС1 Р4 и Q4 и района сети в целом РБ и QБ при изменении напряжения UБ (при централизованном регулировании напряжения).

      δР44(1) - Р4(2)                                    δР4 =16.17-12.61=3.56 МВт   

      δQ4 =Q4(1) - Q4(2)                                 δQ4 =10.7-7.028=3.672 Мвар  

      δРББ(1) - РБ(2)                                   δРБ =75.9-60.3=15.6 МВт    

      δQБ =QБ(1)QБ(2)                                δQБ =45.3-32=13.3 Мвар     

      δUБ =UБ(1)UБ(2)                                 δUБ =132-88=44 В

      UБ(1) =1.05 Qнсети                                 UБ(1) =132 В

      UБ(2) =0.90 Qнсети                                   UБ(2) =88 В

   Отрегулируем напряжения U4 с помощью РПН трансформатора.

Таблица 2.

Регулирование коэффициента трансформации Кт1 с помощью РПН .

N режима

kт1

U4,

P4,

Q4,

Рб,

Qб,

 

 

кВ

МВт

Мвар

МВт

Мвар

 

P4=f(U4),

Q4=f(U4)

 

режим максимальной нагрузки

0,114

10,55

15,55

9,171

70,3

36,3

режим минимальной нагрузки

0,098

10,07

7,536

4,069

33,4

12,23

отключение линии 1-5

0,114

10,43

15,43

8,89

69,8

37

отключение 1-го трансформатора

0,114

10,05

15,05

8,102

69,3

35,9

   Оценим эффективность регулирования нагрузок ПС1 Р4 и Q4 и района сети в целом РБ и QБ с помощью местного регулирования напряжения (действия РПН на ее трансформаторах), выполняя серию расчетов УР сети. Принимаем следующее:

            -Qк1=Qк2=0;

            -Кт1= Кт1min Кт1max ;         

            -Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузка ПС в узле 4 представлена статическими характеристиками;

            -нагрузки в остальных узлах представлены постоянными мощностями.

 

Таблица 3.

Зависимости основных составляющих баланса от коэффициента трансформации Кт1.

N режима

n1

kт1

U4,

P4,

Q4,

Рб,

Qб,

 

 

 

кВ

Мвт

Мвар

МВт

Мвар

 

P4=f(U4),

Q4=f(U4)

 

1

-9

0,083

7,893

13,29

7,177

84,4

41,7

2

-5

0,088

8,416

13,66

6,33

84,9

40

3

0

0,096

9,137

14,22

6,782

86,1

41,1

4

5

0,105

9,87

14,88

7,771

87,7

44,1

5

9

0,114

10,55

15,55

9,171

89,6

48,1

Теперь полученные зависимости сравним с полученными выше.

    

3 Исследование влияния работы компенсирующих устройств на режим электрической сети.

       Выполним оценку влияния компенсирующих устройств КУ1 и КУ2 на основные параметры УР отдельных ветвей и сети в целом.

       Для этого рассчитаем УР максимальных и минимальных нагрузок при поочередном включении КУ1 и КУ2, приняв:

       1.) -Qк1=10 Мвар;

            -Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

1.)         -Qк2=10 Мвар;

            -Qк1=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

                                                                                                       Таблица 4.

Влияние КУ на  основные составляющие баланса.

параметры

Qк1=10 Мвар

Qк1=0

Qк1=0

режима

Qк2=0

Qк2=10 Мвар

Qк2=0

 

Режим мин нагр

 

∆Рсум, МВт

0,78

0,77

0,93

∆Р43, МВт

0,017

0,014

0,015

∆Р23, МВт

0,454

0,454

0,561

U3, кВ

106,6

106,6

104,7

U4, кВ

10,44

10,05

9,87

 

Режим макс нагр

 

∆Рсум, МВт

3,59

3,62

4,28

∆Р43, МВт

0,049

0,048

0,432

∆Р23, МВт

2,12

2,131

2,591

U3, кВ

100,5

100,4

98,31

U4, кВ

9,68

9,239

9,029

    

         Рассчитаем УР при следующих условиях:

            -Qк1=Qк1min … Qк1max ;

            -Qк1min =-20 Мвар;

            -Qк1max =20 Мвар;     

            -Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

                                                                                                       Таблица 5.

Влияние КУ1 на  основные составляющие баланса

N режима

Qк1,

Рб,

Qб,

∆Рсум,

∆Р43,

U4,

U6,

I43,

 

Мвар

МВт

Мвар

МВт

МВт

кВ

кВ

A

1

-20

72,2

63,3

8,31

0,371

7,288

9,85

237,7

2

-14

70,8

53

6,53

0,225

7,906

9,88

184,9

3

-7

69,7

42,7

5,16

0,124

8,509

9,92

137,4

4

0

68,9

33,8

4,28

0,071

9,029

9,95

103,9

5

7

68,4

25,71

3,74

0,05

9,491

9,98

87,51

6

14

68,1

18,45

3,44

0,053

9,91

10

90,16

7

20

68

12,59

3,34

0,071

10,24

10,02

103,8

    Исследуем влияние на УР сети регулируемого КУ1, поддерживающего постоянство напряжения U4 на шинах 10 кВ ПС1 при изменении напряжения Uб, для чего рассчитаем серию режимов максимальных нагрузок сети при условии:

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями;

            -на шинах 10 кВ ПС1 зафиксировано напряжение U4=10.2 кВ (или 10.5 кВ);

            -Qmin =-500 Мвар;

            -Qmax =500 Мвар;

            -Uб=(0.80…1.20)Uнс, где Uнс=110 кВ.

                                                                                                       Таблица 6.

Влияние КУ1 на  УР сети.

N режима

Uб, кВ

U4, кВ

Рб, МВт

Qб, Мвар

Qк1, Мвар

∆Рсум, МВт

1

88

10,2

72,9

-10,95

62,64

7,93

2

99

10,2

68,5

-2,18

40,06

4,62

3

110

10,2

68,1

13,33

19,21

3,35

4

121

10,2

68,4

32,6

-1,11

3,48

5

132

10,2

69,7

55,4

-21

4,91

6

88

10,5

73,7

-15,874

69,74

8,67

7

99

10,5

68,8

-7,057

46,4

4,97

8

110

10,5

68

8,05

24,9

3,35

9

121

10,5

68,1

26,74

3,947

3,14

10

132

10,5

69

49,1

-16,6

4,24

 а). U4=10.2 кВ.

       Минимум потерь активной мощности будет при Uб=110 кВ и Qк1=20 Мвар.

      б). U4=10.5 кВ.

        Минимум потерь активной мощности будет при Uб=115 кВ и Qк1=18 Мвар.

4. Исследование влияния состояния схемы электрической сети на параметры установившегося режима.

   Примем в качестве расчетных послеаварийных УР наиболее тяжелые режимы:

        -отключение ВЛ 110 кВ ПС2-ПС3;

        -отключение одной цепи ВЛ 110 кВ ПС1-ПС4;

        -отключение одного трасформатора на ПС2.

   Рассчитаем эти режимы при условии:

            -Qк1= Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

         

   С помощью РПН трасформаторов ПС1 и ПС2 установим в узлах 4 и 6 уровни напряжения, соответственно равные уровням в режиме максимальных нагрузок.

  1.  Отключение ВЛ 110 кВ ПС2-ПС3.

    -до регулирования

               Кт1=0,096;   U4=8,799 кВ;

                           Кт2=0,096;   U6=9,45 кВ;

    -после регулирования

               Кт1=0,114;   U4=10,43 кВ;

                           Кт2=0,108;   U6=10,62 кВ.

    

  1.  Отключение одной цепи ВЛ 110 кВ ПС1-ПС4.

    -до регулирования

               Кт2=0,096;   U6=10,09 кВ;

    -после регулирования

                           Кт2=0,1;   U6=10,51 кВ.

  1.  Отключение одного трасформатора на ПС2.

    -до регулирования

               Кт1=0,096;   U4=9,024 кВ;

                           Кт2=0,096;   U6=9,55 кВ;

    -после регулирования

               Кт1=0,112;   U4=10,52 кВ;

                           Кт2=0,105;   U6=10,44 кВ.

Вывод:  Регулирование напряжения можетосуществляться несколькими способами: централизованным регулированием напряжения,  местным регулированием напряжения (действия РПН на ее трансформаторах),  с помощью компенсирующих устройств. Все указанные способы имеют свои достоинства и недостатки.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

 

   

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39118. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ОБЩЕПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОБЪЯСНЕНИЮ ПСИХИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ 63.5 KB
  Строгий естественнонаучный подход к анализу и объяснению психических явлений в психологии поведения. В качестве одного из основателей объективной психологии поведения называют российского физиолога И. Вместе с тем это направление имеет множество научных достижений которые составляют золотой фонд мировой психологии: исследована эффективность различных типов подкрепления поощрения и наказания в процессах научения разработано множество тонких методов позволяющих регистрировать различные формы поведения животных установлено...
39119. КУЛЬТУРНО-ИСТОРИЧЕСКИЙ И СИСТЕМНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ И ОБЪЯСНЕНИЮ ПСИХИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ 172 KB
  Культурное развитие человека представляет собой формирование и развитие в совместной деятельности и общении высших психических функций ВПФ. Источник развития человеческой психики находится во внешней идеальной форме – в фиксированных в человеческой культуре средствах и способах деятельности и общения которыми необходимо овладеть. Формирование ВПФ выделяет человека из животного мира и заключается в присвоении культурноисторического опыта человечества что обеспечивает изменение структуры деятельности и психики человека. При этом...
39120. ТЕОРИИ ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ ЯВЛЕНИЙ. ТЕОРИИ МОТИВАЦИОННОЙ И ВОЛЕВОЙ РЕГУЛЯЦИИ 155 KB
  Состояние когнитивного диссонанса возникает тогда: когда человек воспринимает самого себя в качестве причины возникшей когнитивной несогласованности; когда действия субъекта основаны на свободном выборе и разрушают Яконцепцию; когда люди чувствуют личную ответственность за свои неверные действия и поступки; когда такие действия и поступки имеют серьезные последствия. Когда свои действия или поступки которые вызывают когнитивный диссонанс человек не может оправдать и объяснить внешними факторами уменьшение диссонанса...
39121. СТРУКТУРНЫЕ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ МЫШЛЕНИЯ (ИНТЕЛЛЕКТА) ЧЕЛОВЕКА 163.5 KB
  Такие возможности реализуются на основе эмпирического опыта и воздействий социального окружения; эмпирическим опытом который включает: формирование двигательных навыков путем упражнения извлечение информации из опыта взаимодействия с физическим миром логикоматематический опыт организации и координации познавательных действий; воздействием социального окружения. Взаимодействие субъекта и объекта – это источник любого знания который складывается из двух типов опыта: координации действий и операций которые строятся...
39122. СТРУКТУРНЫЕ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ ЧЕЛОВЕКА 104.5 KB
  СТРУКТУРНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ ЧЕЛОВЕКА План 1. Теории и модели памяти в когнитивной психологии 1. Модели организации процессов памяти в когнитивной психологии Кратковременная память Ограниченность объема: в среднем 5–7 единиц информации. На самых глубоких уровнях: а происходит когнитивная семантическая обработка путем установления различных связей с информацией в долговременной памяти; б устанавливается смысл и содержание информации осуществляется ее субъективная оценка.
39123. Структурные, функциональные и генетические теории внимания человека 63.5 KB
  Теории и модели внимания в когнитивной психологии Д. Модель внимания на основе избирательного ослабления сигналов Существует перцептивный фильтр расположенный между входными сенсорными сигналами и вербальным семантическим анализом сообщения. Стадия предвнимания: происходит быстрое извлечение и обработка информации полученной рецепторами позволяющие выделить простые и наиболее заметные признаки объектов; обработка информации производится автоматически быстро параллельно; обработка информации происходит без сознательных усилий и...
39124. ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА 86.5 KB
  ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА План Структурное и функциональное определение и объяснение сознания сохраняет свою актуальность в психологии до настоящего времени. Попытки объяснить сознание человека в истории психологии были связаны: с анализом организации процессов внимания с анализом осознаваемых и неосознаваемых мотивов человека с описанием сознания как сцены на которой представлен феноменологический опыт субъекта ассоциативная психология гештальтпсихология с трактовкой сознания как активного начала организующего в единство...
39125. МЕТОДОЛОГИЯ В НАУКЕ 177 KB
  Методология в составе научного знания Современная психология – это система знаний состоящая из большого многообразия достоверных и сомнительных фактов феноменологических описаний психических явлений а также их всевозможных интерпретаций и объяснений. Методология науки – это: система знаний о принципах построения формах и способах организации научного познания о способах установления степени достаточной обоснованности и верифицированности знаний получаемых в процессе научного исследования естественных природных и социальных...
39126. РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ПОНИМАНИЮ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДМЕТА ПСИХОЛОГИИ 98.5 KB
  Феноменологические признаки психических явлений и ошибки возникающие при восприятии субъектом собственной психики Предмет психологии чрезвычайно сложен и до настоящего времени не существует полного согласия между научными направлениями исследования психических явлений даже в том что такое психика. Существует большое разнообразие психических явлений которые может наблюдать каждый человек с достаточно развитым самосознанием. По поводу основных фиксируемых при непосредственном наблюдении признаков психических явлений не существует единой...