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

1 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

40582. Разработка диаграмм по методу Баркера 46 KB
  Организационный момент 23 мин: Приветствие фиксация отсутствующих проверка санитарного состояния аудитории заполнение журнала рапортички проверка подготовленности студентов к занятию. Напоминание правил техники безопасности при работе с ПК; 2. Сообщение темы цели и задач практикума 23 мин: Цели: Приобретение навыков моделирования по методу Баркера для построения моделей информационной системы. Актуализация опорных знаний и умений студентов 1015 мин: устный опрос занятие 18 п.
40583. Общие принципы и подходы к разработке ПО 869.44 KB
  Итерация N Унифицированный процесс разработки программного обеспечения USDP Модель вариантов использования описывает случаи в которых приложение будет использоваться. Аналитическая модель описывает базовые классы для приложения. Модель проектирования описывает связи и отношения между классами и выделенными объектами Модель развертывания описывает распределение программного обеспечения по компьютерам.
40584. Структурный подход 30 KB
  Все наиболее распространенные методологии структурного подхода [9111213] базируются на ряде общих принципов [3]. В качестве двух базовых принципов используются следующие: принцип разделяй и властвуй принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач легких для понимания и решения; принцип иерархического упорядочивания принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне. Выделение двух базовых принципов не означает...
40585. Проблема сложности больших систем 21.96 KB
  Единственно эффективный подход к решению этой проблемы заключается в построении сложной системы из небольшого количества крупных частей каждая из которых в свою очередь строится из частей меньшего размера и т. по отношению к проектированию сложной программной системы это означает что ее необходимо разделять декомпозировать на небольшие подсистемы каждую из которых можно разрабатывать независимо от других. Это позволяет при разработке подсистемы любого уровня держать в уме информацию только о ней а не обо всех остальных частях системы....
40586. Методология функционального моделирования SADT. Состав и функции моделей SADT 61.84 KB
  Состав и функции моделей SDT. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг выражающих ограничения которые в свою очередь определяют когда и каким образом функции выполняются и управляются; строгость и точность. отделение организации от функции т. Методология SDT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций а затем для разработки системы которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции.
40587. Методология функционального моделирования SADT. Состав и функции моделей SADT. Типы связей 40.5 KB
  Вендрова Проектирование ПО Ход урока Организационный момент 24 мин: Приветствие оформление документов к занятию Повторение пройденного материала применяемая методика выводы1520 минзанятие 22 п.5 Сообщение темы урока постановка цели и задачи:13 мин: Методология функционального моделирования SDT; Состав и функции моделей SDT. Изложение нового материала применяемая методика: 5060 мин. лекция: Состав функциональной модели Иерархия диаграмм Типы связей между функциями Моделирование потоков данных процессов...
40588. Психологические особенности профессионального общения сотрудников ОВД 92 KB
  Чтобы профессиональное общение сотрудника ОВД было эффективным и успешным, он обязан разбираться в психологии общения, обладать умением делать выводы на основании фактов и собственных наблюдений.
40589. Создание SADT-диаграмм по произвольным проектам 48 KB
  Организационный момент 23 мин: Приветствие фиксация отсутствующих проверка санитарного состояния аудитории заполнение журнала рапортички проверка подготовленности студентов к занятию. Напоминание правил техники безопасности при работе с ПК; 2. Сообщение темы цели и задач практикума 23 мин: Цели: Приобретение навыков создания SDT моделей по методологии IDEF0. Актуализация опорных знаний и умений студентов 1015 мин: устный опрос занятие 24 п.
40590. Метод моделирования IDEF1 35.48 KB
  Сущность в методологии IDEF1X является независимой от идентификаторов или просто независимой если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями. Сущность называется зависимой от идентификаторов или просто зависимой если однозначная идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности рисунок 1. Сущности Каждой сущности присваивается уникальное имя и номер разделяемые косой чертой и помещаемые над блоком. Связь может дополнительно определяться с...