Материал: Лекции полнотью

13

В городских и сельских электрических сетях обследования показали, что при дополнительной экономически обоснованной установке компенсирующих устройств снижение потерь электроэнергии может составить 20 - 25%. В городских и сельских электрических сетях оптимальным вариантом является полная компенсация реактивных мощностей нагрузок в режиме наибольших нагрузок. В качестве компенсирующих устройств в этих сетях используются БК. Найденную в результате расчетов общую мощность компенсирующих устройств 0,38 кВ распределяют между присоединенными к сети 6 - 10 кВ трансформаторными подстанциями с учетом реактивной мощности комплектных установок конденсаторов. Их мощность не может быть произвольной, а определяется стандартом. В первую очередь следует устанавливать устройства компенсации в тех местах, где уровень напряжения нельзя поддерживать за счет централизованного регулирования.

1

Лекция №15

15.1. Применение оптимизации и системного подхода при компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности в электроэнергетических системах применяется не только для улучшения условий ее баланса, но и в качестве одного из важнейших средств уменьшения потерь мощности и электроэнергии, а также регулирования напряжения.

Оптимизация мощности компенсирующих устройств состоит в определении оптимальной мощности и мест установки КУ.

Рассмотрим задачу оптимизации мощности КУ на примере простой схемы, приведенной на рис. 15.1, а.

Будем рассматривать эту задачу при следующих допущениях:

- мощность в линии определяется в предположении, что напряжения в узлах 1 и 2 равны UНОМ . При этом уравнения установившегося режима линейны и в узле 2 задан постоянный ток, не зависящий от напряжения и равный:

-не учитывается влияние КУ на режим напряжения;

-не учитывается изменение удельной стоимости потерь мощности С0 при

увеличении мощности КУ, то есть С0 принимается постоянной;

- стоимость компенсирующих устройств принимается зависящей от их мощности, то есть

2

где зК - удельные затраты на КУ, руб/кВар.

С учетом допущения потери активной мощности в линии:

При допущениях целевая функция включает стоимость потерь мощности и компенсирующих устройств, то есть

Решение задачи оптимизации мощности КУ для сети на рис.6.1,б состоит в определении такого значения мощности КУ QК , которое соответ-

ствует минимуму целевой функции (15.4). Оптимальное значение QК определяется из условия:

Эта мощность соответствует решению задачи оптимизации мощности КУ для линии на рис.15.1,а.

Задача оптимизации мощности КУ для сложной электрической сети решается аналогично.

В действительности схемы сетей намного сложнее, чем на рис.15.1. В ряде узлов имеются КУ разных типов. Батареи конденсаторов, устанавливаемых в разных узлах, имеют разную стоимость, которая не определяется линейной зависимостью (15.2). При отказе от допущений задача оптимизации становится нелинейной и сильно усложняется из-за учета напряжении и нелинейности стоимости КУ. В наиболее общем виде это задача дискретной

3

оптимизации, так как мощность компенсирующих устройств, например БК, меняется дискретно, а не непрерывно.

Системный подход при решении задачи компенсации реактив-

ной мощности требует, во-первых, учитывать взаимосвязи различных частей электрической сети и, во-вторых, предполагает количественный анализ различных допущений для выбора применяемой математической модели. Третья особенность системного подхода состоит в учете многокритериальности задачи. Анализ различных допущений для выбора математической модели и учет многокритериальности выходят за рамки рассматриваемых вопросов.

Учет взаимосвязи различных частей в электрической сети при системном подходе требует выделить ту часть электрической сети, которую можно рассматривать отдельно от остальных частей сети, и при этом получать для этой части такие же результаты, какие были бы получены при совместном рассмотрении всех частей сети в целом. В общем виде расчетная схема сети сложной электроэнергетической системы приведена на рис.15.2.

Балансирующий узел

Рис.15.2. Представление сетей энергосистемы для выбора КУ