CC BY
9
ШЁЁЁЁЁЁЁЁВЯШт |
УДК 621.314.223:537.722
ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В УСЛОВИЯХ НИЖНЕКАМСКОГО ЭНЕРГОРАЙОНА ТАТАРСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
Б.И. АХМЕРОВ, Р.С. АБДРАХМАНОВ Казанский государственный энергетический университет
Текущее практическое оптимальное управление уровнями напряжения и потоками реактивной мощности (ОУНРМ) в диспетчерских пунктах часто реализовано на базе анализа уровней напряжения в контрольных точках с учетом ограниченного времени исполнения и доступности данных реальной целевой энергосистемы. Уменьшение цены электроэнергии - одна из текущих актуальных проблем электроснабжающих организаций в современных дерегулированных условиях электроэнергетических систем. Поэтому автоматизированная система децентрализованного управления потоками реактивной мощности (АСУРМ) эффективней для ОУНРМ, чем анализ уровней напряжения. В статье рассмотрена эффективность внедрения АСУРМ в условиях Нижнекамского энергорайона Татарской энергосистемы. Демонстрируется реализация данного метода для ОУНРМ и сравнивается с используемым методом ОУНРМ на практической модели энергетической системы с многообещающими результатами.
Оптимальное управление уровнями напряжения и потоками реактивной мощности (ОУНРМ) - основное средство снижения потерь электроэнергии в питающих сетях. В настоящее время в России, как правило, оптимальное управление реализуется поддержанием напряжения в контрольных узлах на заданном уровне. Графики напряжения в контрольных узлах задаются ежеквартально для рабочих и выходных дней на основе оптимизации базового режима. Базовый режим разрабатывается на основе контрольных замеров параметров режима, производимых два раза в год. Недостатком данного вида ОУНРМ является отсутствие учета изменений режима электрической сети (ЭС) энергосистемы или объединенной энергосистемы. Параметры режима учитываются при ОУНРМ в темпе процесса с помощью оценивания состояния текущего режима и ОУНРМ по типовой инструкции [1]. В большинстве российских энергосистем уровень телемеханизации недостаточен для ОУНРМ с оцениванием состояния в темпе процесса, также отсутствует надежный алгоритм автоматического определения качества оптимального режима. [1] предполагает создание автоматизированной системы децентрализованного управления потоками реактивной мощности. Целью данного исследования является оценка эффективности ОУНРМ по типовой инструкции [1] в условиях Нижнекамского энергорайона Татарской энергосистемы и возможности усовершенствования [1].
Основным различием между существующей ОУНРМ и ОУНРМ по [1] является использование в последней датчиков тока АРН автотрансформаторов
© Б.И. Ахмеров, Р. С. Абдрахманов Проблемы энергетики, 2004, № 3-4
СРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
(АТ) [2]. В питающей сети ОАО «Татэнерго» успешно эксплуатируется АРН АТ 220/110 кВ, поэтому внедрение автоматизированной системы
децентрализованного управления потоками реактивной мощности позволит более эффективно использовать устройства АРН.
Типовая инструкция [1] предполагает расчет законов ОУНРМ с помощью компьютерной программы ИСМ-600, версия которой для 1ВМ-совместимого компьютера автору неизвестна. Расчеты законов ОУНРМ проводились без использования ИОМ-600.
Методика исследований
Законы ОУНРМ определяются по результатам серии оптимизационных расчетов. Оптимизационные расчеты проводились с помощью программновычислительного комплекса «Анарес-2000» [3]. Выбор программного комплекса был обусловлен успешной многолетней эксплуатацией в «Татэнерго» и других энергосистемах и открытой архитектурой, позволяющей интегрировать в комплекс приложения пользователя.
Расчеты проводились с использованием схемы замещения питающей сети «Татэнерго», удовлятворяющей условиям [1]. Статические характеристики напряжения и потери на корону не учитывались. Потокораспределение
проводилось при различных сочетаниях факторов, определяющих оптимальный режим средств управления потоками реактивной мощности в питающей сети. В топологию схемы замещения энергосистемы во всех режимах изменения не вносились. Эти режимы получены двумя способами:
1) изменением нагрузок узлов по энергорайонам и генерации (с учетом
собственных нужд) на электростанциях в базовом режиме с помощью коэффициентов; этим способом получены минимальный, средний и
максимальный режимы;
2) оцениванием экспертными методами характерных режимов
энергосистемы - получено 24 режима.
Основные результаты
При оценивании состояния обнаружена существенная погрешность
телеизмерений. Например, нагрузка крупных узлов отличалась от замеренной на величину до 50 МВт, что составляет 25%. Все режимы, полученные по способу (1), являются оптимальными. Из режимов, полученных по способу (2), оптимальными были 33 % режимов.
Расчет законов регулирования проводился для АТ Нижнекамского района «Татэнерго» с учетом коэффициентов влияния АТ на потери в системе. Был получен для параллельно работающих АТ двухтрансформаторной подстанции с груповым регулированием закон оптимального регулирования вида
и = и0 + aQАт,
где и - напряжение НН, которое должен поддерживать АРН АТ; Ц -постоянная составляющая закона регулирования; а - коэффициент; Qат - переток реактивной мощности через оба АТ подстанции.
Обсуждение результатов
Существующий вид ОУНРМ является относительно эффективным, но при существенном изменении режима требуется его коррекция. Таким изменением является, например, перераспределение нагрузки между двумя соседними узлами вследствие изменения режима работы крупного потребителя электроэнергии.
Реализация полученного закона регулирования позволит экономить до 2 МВт, что составляет 2,5-4,5% от суммарных потерь электроэнергии в питающей © Проблемы энергетики, 2004, № 3-4
сети ОАО «Татэнерго». Экономия электроэнергии за год составит меньшую величину, зависящую от частоты и характера отклонений реальных режимов энергосистемы от базового. Для уточнения экономического эффекта необходимо проведение ретроспективных статистических исследований электрических режимов.
Выводы
Внедрение автоматизированной системы децентрализованного управления потоками реактивной мощности в Нижнекамском энергорайоне Татарской энергосистемы позволит существенно снизить потери электроэнергии при ее транспорте, более эффективно использовать установленные устройства автоматики. Для реализации законов ОУНРМ по [1] необходима соответствующая компьютерная программа, интегрированная в один из существующих программных комплексов по расчету потокораспределения и оптимального режима. Эффективность расчетов увеличивается при использовании ряда характерных режимов, полученных оцениванием состояния. Погрешность измерений оказывает существенное влияние на реализацию законов ОУНРМ, что должно учитываться в алгоритме программы их расчета. Для учета погрешностей измерений программа должна иметь блок статистического анализа.
Summary
Current practical optimal reactive power and voltage control (ORPVC) in control centers is often realized based on electric power flow sensitivity analysis of the operation point using limited execution time and available datafrom the actual target power system. Reduction of power generation cost is one of the current interested issues of electric power utilities under the current de-regulated environment of electric power systems. Therefore, an automatical system of reactive power decentrelized control (ASCRP) is required for RPVC instead of simple power flow sensitivity analysis. Shown in this paper efficiency of realized ASCRP under condition of Nizhneamsk energy island of Tatar power utility.The feasibility of the proposed method for ORPVC is demonstrated and compared with current practical ORPVC on practical power system models with promising results.
Литература
1. Типовая инструкция по оптимальному управлению потоками реактивной мощности и уровнями напряжения в электрических сетях энергосистем ТИ 34-70-002-82. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1982.
2. Устройство автоматического регулирования трансформаторов под
нагрузкой типа АРН-1Н. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Рига: РОЗ Энергоавтоматика, 1980.
3. Бондарева Н.В., Гробовой А.А., Колотовкин Д.П., Мисаревич А.Е.
Перспективы применения программно-вычислительного комплекса
«Анарес- 2000» в системе противоаварийного управления в ОЭС Востока // Новое в российской энергетике. - 2003. - №1. - С. 34-42.
Поступила 19.01.2004
© Проблемы энергетики, 2004, № 3-4
