Новый подход к управлению уровнями напряжения и компенсацией реактивной мощности в электрических сетях 110—220 кв

  • Дмитрий [Dmitriy] Борисович [B.] Гвоздев [Gvozdev]
  • Станислав [Stanislav] Сергеевич [S.] Холопов [Kholopov]
Ключевые слова: централизованное управление напряжением, эффективность работы диспетчерского персонала, оптимизация режима по напряжению и реактивной мощности, снижение потерь активной мощности

Аннотация

В настоящее время для энергосистем характерно большое количество регулируемых элементов, к числу которых относятся генераторы, синхронные и статические компенсаторы, батареи статических конденсаторов, трансформаторы с продольным и продольно-поперечным регулированием напряжения и реакторы. Трудность оперативного управления подобным количеством средств, обусловленная сложностью расчетов оптимальных режимов их работы, еще более усугубляется высокой степенью сложности и разветвленности схем сетей, большим числом контролируемых параметров режима, необходимостью учета случайного и неопределенного состава и состояния исходных данных. Перенасыщенность диспетчерского персонала входящими данными и информационными связями может привести к снижению надежности работы энергосистемы. Для ее повышения предлагается снизить информационную нагрузку на диспетчерский персонал путем автоматизации процесса управления уровнями напряжения в операционной зоне диспетчерского центра. Решение задачи автоматизации управления напряжением включает в себя несколько этапов: исследование методов оптимизации режима по напряжению и реактивной мощности, разработку алгоритма управления напряжением, использующего наиболее оптимальные подходы к volt/VAR-оптимизации, а также создание автоматизированной системы управления напряжением, функционирующей по разработанному алгоритму. Приведены результаты аналитического исследования свойств элементов матрицы коэффициентов чувствительности напряжений, на основании которых для тестовой электрической сети 110—220 кВ подтверждена гипотеза о возможности определения по величинам элементов матрицы узлов электрической сети, регулирование напряжения и реактивной мощности в которых наиболее эффективно влияет на величину потерь активной мощности в тестовой электрической сети. Предложен алгоритм централизованного управления уровнями напряжения и компенсацией реактивной мощности в электрических сетях 110—220 кВ, который может использоваться при создании системы централизованного управления напряжением, позволяющей улучшить контроль над режимной ситуацией путем увеличения количества контрольных пунктов по напряжению в электрической сети и снизить информационную нагрузку на персонал диспетчерских центров путем автоматизации процесса регулирования напряжения.

Сведения об авторах

Дмитрий [Dmitriy] Борисович [B.] Гвоздев [Gvozdev]

Учёная степень: кандидат технических наук
Место работы кафедра электроэнергетических систем НИУ МЭИ; Ситуационно-аналитический центр ОАО «Российские Сети»
Должность доцент; директор

Станислав [Stanislav] Сергеевич [S.] Холопов [Kholopov]

Место работы Служба перспективного развития ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы»
Должность специалист 2-й категории

Литература

1. Гвоздев Д.Б. Разработка критерия оптимальной информационной нагрузки диспетчера ЦУС предприятия электрических сетей // Вестник МЭИ. 2013. № 2.C. 52—55.
2. Гвоздев Д.Б. Информационная оценка системы диспетчерского управления // Электрические cтанции.2006. № 3. C. 47—51.
3. Amgad A. e. a. Optimum VAR sizing and allocation using particle swarm optimisation // Electric Power System Research. 2008. V. 77. N 8. P. 965—972.
4. Tao Y., Meliopoulous A.P.S. Optimal Power Flow via Quadratic Power Flow. // IEEE Power Systems Conf. and Exposition. Phoenix, 2011.
5. Schecter A. Exploration of the AC Optimal Power Flow Feasible Region for the Standard // IEEE Test Set. FERC Technical conf. to discuss opportunities for increasing real-time and day-ahead market efficiency through improved software. Docket N AD12-12-003, December, 2012.
6. Jiang Q.Y. e. a. Power-current hybrid rectangular formulation for interior-point optimal power flow //Institute of Eng. and Tech. (IET) Generation. Trans. and Distrib. 2009. V. 3. Iss. 8. P. 748—756.
7. Glavitsch H., Bacher R. Optimal Power Flow Algorithms. Zurich (Switzerland): Swiss Federal Institute of Technology.
8. Da Costa V.M., Rosa A.L.S. A Comparative Analysis of Different Power Flow Methodologies // IEEE Transmission & Distribution Conf. and Exposition: Latin America. Bogota, 2008.
9. Cain M.B., O’Neill R.P. Castillo A. History of Optimal Power Flow and Formulations Optimal Power Flow // FERC Technical conference to discuss opportunities for increasing real-time and day-ahead market efficiency through improved software. Docket N AD12-12-014, 2012.
10. Гвоздев Д.Б., Холопов С.С. Повышение эффективности работы оперативно-диспетчерского персонала путем создания централизованной системы управ- ления уровнями напряжения // Электричество. 2015. № 7. C. 4—11.
11. Kim T.K., Shin J.H., Kwak N.H. Voltage management system using hybrid voltage control to enhance voltage stability in Jeju power system // CIGRE 2010. Cекция С2.
12. Ilea V., Bovo C., Merlo M., Berizzi A. Reactive power flow optimization in power systems with hierarchical voltage control // Proc. 17th Power Systems Computation Conf. Stockholm (Sweden), 2011.
13. Corsi S., Martins N. Coordinated voltage control in transmission networks // Electra. 2007. N 2. P. 35—41.
14. Francos P., Verdugo S., Almesto С., Baeza D. Present and future reinforcements in the Spanish transmission grid allowing to control active and reactive power flows // CIGRE 2012. Секция С4.
Опубликован
2018-12-21
Раздел
Энергетика (05.14.00)