Научная статья на тему 'Алгоритм расчета потерь электроэнергии в распределительных сетях энергосистем'

Алгоритм расчета потерь электроэнергии в распределительных сетях энергосистем Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
443
40
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Пестов Сергей Михайлович

Предложен простой и эффективный алгоритм для машинной реализации расчета технических потерь электроэнергии в распредсетяк 6-35 кВ энергосистем с целью ретроспективного анализа по выявлению очагов повышенных потерь, коммерческих потерь и тенденций изменения потерь электроэнергии в различных элементах сети. Алгоритм базируется на расчете нормального установившегося режима электросети методом Ньютона В основу определения собственно потерь электроэнергии положен метод времени потерь активной и реактивной мощностей

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Алгоритм расчета потерь электроэнергии в распределительных сетях энергосистем»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• . г- .

• •

• - * I " ^

1. Основы технической диагностики. В 2 кн. / Под ред. 1ХП Пархоменко. М.: Энергия, 1976. . .

2. Мозгалевскнй А.В., Калявин В.П., Костанди Г.Г. Дкагнс старо £ акие электронных схем. Л.: Судостроение, 1984.

• -

• 1 « •

Боровиков Михаил Алексеевич, доктор гпехничеасих наук, профессор, заведующий кафедрой «Электропривод и автоматизация промышленных установок» УлГТУ] действительный, член Академии электротехнических наук РФ. Окончил Томский политехнический институт. Имеет статьи и монографии по вопросам повышения качества автоматизированных электроприводов разных классов. Автор 30 изобретений.

Дтанов Виктор Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электропрлвод и автоматизация промышленных установок» УлГТУ. Окончил Ульяновский политехнический институт. Имеет статьи и доклады по вопросам повышения качества автоматизированных электроприводов. Автор 7 изобретений.

Дтшов Андрей Викторович, аспирант кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» УлГТУ. Окончил Ульяновский государственный технический университет. Имеет статьи и доклады по исследованию вентильных двигатепеи и оптимальному управлению. '

' I •

• •

УДК 621.311.1.017

»

С М. ПЕСТОВ

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Предложен простой и эффективный алгоритм для машинной реализсщгш

> * | *

расчета технических потерь электроэнергии в распредсепш 6-35 кВ энергосистем с целью ретроспективного анализа по выявлению очагов повышенных потерь, коммерческих потерь к тенденции изменения потерь электроэнергии в различных элементах сети. Алгоритм базируется на расчете нормального установившегося режима электросети методом Ньютона. В основу определения собственно потерь электроэнергии положен метод времени потерь активной и реактивной мощностей. '

Существенный резерв в области энергосбережения — снижение потерь эяеюрсзяергий в сетях энергосистем всех классов напряжения. Стоимость потерь электроэнергии но стране составляет десятки м&шжардов рублей и

с ростом электропотр^бдення зга сумы а будет растя. В свою очередь

• * •

С - '•

• • • I ■

• • 9

5* Вестник УлПУ Ш 001

составляющая: стоимости потерь энергии в стоимости передачи электроэнергии имеет большой удельный вес - до 30-40%. То есть уровень потерь энергии - важный показатель эконохмичности работы сети.

В условиях эксплуатации отчетные потери электроэнергии в сетях АО-энерго могут быть представлены как сумма технических и коммерческих потерь. Величина отчетных потерь является показателем рациональности построения и качества эксплуатации сети, в частности постановки учета электроэнергии.

Расчет технических потерь, обусловленных физическими процессами передачи электроэнергии по элементам сети, и их анализ позволяет выявить нерационально спроектированные участки и элементы сети, а сопоставление отчетных и технических потерь дает возможность определить значения и структуру коммерческих потерь энергии. На основании такого анализа вырабатываются мероприятия по снижению уровня обеих составляющих электропотерь.

Существуют многочисленные детерминированные и вероятностно-

статистические методы определения электропотерь, ориентированные на

... * *

сети различных классов напряжений.

» • в •

В частности можно сформулировать следующие требования к методике и алгоритму определения потерь энергии в распределительных сетях 6-35 кВ:

- допустимая погрешность при определении потерь энергии не должна превышать 5%;

- алгоритм расчета должен обеспечивать определение потерь в отдельных элементах сети;

- получение исходных данных должно быть максимально простым и не требовать специальных сетевых измерений. . .....

С учетом вышеуказанных требований определение электропотерь удобно базировать на расчете потокораспределенид для установившегося нормального режима. Для этой цели использован итерационный алгоритм решения нелинейной системы уравнений узловых напряжений (УУН) «слабым» методом Ньютона.

I. I *

В основу же расчета собственно потерь энергии положен метод

времени потерь активной и реактивной мощностей, базирующийся на

раздельном учете потерь от передачи активной и реактивной мощностей [1]. Этот метод, с одной стороны, достаточно прост в машинной реализации ике требует-.знания сеточного графика нагрузки-

---------— .. Л А т А I — 17<т

ЛЗП 6-35 кВ, а с другой - лишен основных недостатков обычного метода

I « • . * *

времени потерь,' поскольку учитывает конфигурацию графиков нагрузки, динамику коэффициентов мощности и возможные несовпадения максимумов активной и реактивной нагрузки по времени. К тому же данный метод рекомендован к применению в разомкнутых сетях, каковыми являются сельские распределительные сети 6-35 кВ.

Вестник УлГТУ 2/2001

Схштезировашшй алгоритм расчета, доведешшй до программной реализщии, является алгоритмом полного электрического расчета распредсети 6-35 кВ; поскольку кроме суммарных потерь мощности и энергии и их составляющих ( холостого хода и нагрузочных ) по сети в делом производится и определение напряжения в узлах сети, токов, потоков мощности, энергии, потерь мощности и энергии во всех ветвях схемы сети.

Алгоритм предполагает следующий порядок расчета: , .

1. Задается число расчетных вариантов (обычно 1 или 2).

2. Осуществляется ввод исходных данных о числе узлов, ветвей схемы, сети и напряжении источника питания.

3. Осуществляется ввод исходных данных о номерах качал и концов ветвей и их сопротивлениях.

4. Формируется матрица узловых проводимостей У .

5. Формируется первая матрица инниденций сети Мр .

6. Обращается матрица инциденций Мр с получением матрицы токораспределения Ср.

7. Выполняется разложение матрицы У на треугольные матрицы-сомножетели Ь и .

8. Осуществляется ввод исходных данных об узлах с потребительскими Ш 10/0,4 к8 и их нагрузках. • •

9. Определяются потери мощности для всех ТГ13 0/0,4 кВ данной сети.

* • • • • • • ^ • • —» • . . т % % • •• >• от I» • • • • и * I ». • • Т» • г •

10. Определяются годовые потоки энергии всех ТП 10/0,4 кВ и головного участка сети.

11. Рассчитываются годовые потоки энергии по ветвям схемы сети.

12. Выполняется собственно итерационный расчет напряжений в узлах сети пу тем решения УУН методом Ньютона.

13. Определяются токи, мощности и потери мощности в ветвях схемы сети и суммарные потери мощности. '

14. Определяются на основе метода времени потерь активной и реактивной мощностей потери энергии (и их составляющие), как по отдельным ветвям схемы сети, так и по сети 6 целом. .

15. Если не все варианты обсчитаны, то расчет повторяется, начиная с п.8, с нагрузками ТП 10/0,4 кВ, соответствующими следующему режиму.

16. После обсчета всех намеченных нагрузочных режимов осуществляется вывод на печать результатов расчета в виде таблиц: а) о режимных параметрах сети; б) о структуре и уровне годовых потерь энергии в сети. • '

- от- ,, * а — _ .> • » • • • • I • •

17. Окончание расчета..

• * а

Важно отметить, • что программная реализация предложенного алгоритма предполагает многократное (на протяжении ряда лет) использование одйавды подготовленных исходных данных, так как конфигурация конкретной электросети и её параметры со временем

^ Вестник УлГТУ 2/2001

меняются сравнительно медленно, а при необходимости конфигурация схемы сета и её параметры легко корретфуются с помощью графического интерфейса программы-оболочки, написанной на Ушш1 С-н-6.0. Кроме того, данный интерфейс позволяет оперативно создавать, пополнять и компактно хранить графическою и параметрическую составляющие баш данных о схемах распредсетей энергосистем. Параметрическая часть базы данных автоматически формируется в процессе создания пользователем графического изображения схем распредсетей и счшывается программой расчета при выполнении пунктов 2,3 и 8 алгоритма.

Таким образом, на базе известных расчетных методов (решение нелинейных систем, уравнений узловых напряжений методом Ньютона; расчет потерь электроэнергии методом времени потерь активной и реактивной мощности) синтезирован оригинальный расчетный алгоритм и программа, позволяющие проводить анализ установившихся режимов и ретроспективную оценку структуры, локализации и уровни потерь электроэнергии в распредсетях энергосистем. Важным достоинством программного продукта является удобный графический интерфейс

программы-оболочки, значительно сокращающий трудоемкость создания и

• •

пополнения автоматизированной базы данзых о параметрах схем

* • I

распредсети и её нагрузках.

• •

СПИСОК, ПИТЕР АТУРЫ

I • • •

... . . • , •

1. Поспелоз Т.Е., Сыч Н.М. Потери мощности и энергии в электримесм^х селях /

Под ред. Г Е. Поспелова. М: Энергоиздат, 1981.216 с.

• •

• » *

. Пестов Сергей Михайлович, окончил энергетический факультет Ульяновского политехнического института, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение» УлГТУ. Имеет статьи в области, программного моделирования переходных и установивулшся режимов

электроэнергетических систем.

• • •

• «

* л • "

Весгаик УлГТУ 2/2001

57

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.