Расчет параметров режима электрической сети с учетом изменяющегося реактивного сопротивления фазосдвигающего трансформатора
Аннотация
Цель данной работы — исследование влияния изменения реактивного сопротивления фазосдвигающего трансформатора (ФСТ) на точность расчетов его угла регулирования и параметров режима электрической сети, получаемого в результате данного регулирования.
Параметры режима, в частности, перетоки активной мощности по ветвям контура электрической схемы, регулируют изменением угла ФСТ, но при этом, в силу конструктивных особенностей оборудования, варьируется реактивное сопротивление ФСТ. В зависимости от конструктивных особенностей различных моделей ФСТ и величины угла регулирования реактивное сопротивление может быть постоянным или колебаться в значительном диапазоне.
В связи с ростом применения ФСТ в промышленно развитых странах, а также появлением первых образцов в странах СНГ, в том числе и в России, в ряде отечественных и зарубежных публикаций уделяется повышенное внимание данной теме. Поднимаются вопросы, связанные с проблемами устойчивости электрических режимов в связи с зависимостью реактивного сопротивления ФСТ от изменения его угла регулирования, а также оценки влияния данной зависимости на параметры режима.
Рассмотрена необходимость учета изменения реактивного сопротивления фазосдвигающего трансформатора при расчетах его угла регулирования с целью управления потоками активной мощности для различных случаев. Принудительное изменение потоков активной мощности в замкнутых контурах электрической сети с помощью ФСТ можно использовать с целью снижения потерь активной мощности, а также для поддержания требуемой загрузки линий электропередач по тем или иным соображениям, например, в коммерческих целях или в случае трансграничных перетоков. В силу сложности расчетов обычно берут постоянные значения реактивного сопротивления ФСТ, однако такой подход справедлив не для всех типов конструкций. У большинства трансформаторов реактивное сопротивление меняется с ростом угла регулирования, поэтому неучет данного факта, особенно при больших углах регулирования, может привести к получению заведомо неверного соответствия между углом регулирования и величиной реактивного сопротивления трансформатора. Это вносит погрешность в точность расчета значения угла регулирования, а также в вычисления параметров режима, которые надо получить по итогам регулирования.
Литература
2. Солдатов В.А. и др. Экспериментальное исследование параметров и режимов линии электропередачи с управляемой продольной компенсацией // Электрические станции. 2001. № 9. С. 46—50.
3. Киорсак М.В., Солдатов В.А., Зайцев Д.А., Калинин Л.П. Гибкие линии электропередачи с продольно-емкостной компенсацией и фазоповоротным трансформатором. Кишинев: АН Молдовы, 1997.
4. Евдокунин Г.А., Николаев Р.Н., Искаков А.К., Оспанов Б.К., Утегулов Н.И. Фазоповоротный трансформатор впервые в СНГ применен в Казахстане // Новости электротехники. 2008. № 6(48). С. 38—41.
5. Крицкий В.А, Евдокунин Г.А., Брилинский А.С., Смирнова Л.С. Применение фазоповоротного трансформатора в схеме выдачи мощности Волжской ГЭС // Электрические станции. 2018. № 12. С. 26—30.
6. Xihg K., Kusic G. Application of Thyristor-controlled Phase-shifters to Minimize Real Power Losses and Augment Stability of Power Systems // IEEE Trans. Energy Conversion. 1988. V. 3. No. 4. Pp. 792—798.
7. Солдатов В.А., Дубков А.А. Применение фазового управления для снижения потерь мощности в энергосистемах // Известия АН МССР. Серия «Физико-технические и математические науки».1989. № 2. С. 48—51.
8. Стельмаков В.Н., Тарасов А.Н. Анализ электромагнитных процессов в фазоповоротном устройстве с тиристорным управлением // Электричество. 2015. № 11. С. 4—11.
9. Асташев М.Г., Панфилов Д.И. Фазоповоротные устройства с тиристорными коммутаторами для активно-адаптивных электрических сетей // Электричество. 2013. № 8. С. 60—65.
10. Локтионов С.В., Сыромятников С.Ю. Разработка алгоритма для выбора места установки фазорегулирующего трансформатора в энергосистеме // Вестник МЭИ. 2003. № 1. С. 41—49.
11. Бондаренко А.Ф. и др. Современные тенденции развития техники и технологий электроэнергетических систем. М.: Изд-во МЭИ, 2018.
12. Локтионов С.В. Определение угла регулирования фазосдвигающего трансформатора при задании фиксированного перетока мощности по ветви // Вестник Самарского гос. техн. ун-та. Серия «Технические науки». 2018. № 3(59). С. 165—179.
13. Verboomen K.J., Van Hertem D., Schavemaker P.H., Kling W.L., Belmans R. The Influence of Phase-shifting Transformers on Transient Stability // Proc. UPEC Conf. 2005. Pp. 1—5.
14. Doğan E., Yörükeren N. Investigation of Сontrol of Power Flow by Using Phase Shifting Transformers: Turkey Case Study // Turkish J. Electrical Eng. & Computer Sci. 2019. V. 27. Pp. 2259—2275.
15. Lubicki W., Kocot H., Korab R., Przygrodzki M., Tomasik G., Żmuda K. Improving the Сross-border Transmission Capacity of Polish Power System by Using Phase Shifting Transformers // Rep. CIGRE. 2014. C1-108.
16. Korab R., Owczarek R. Impact of Phase Shifting Transformers on Cross-border Power Flows in the Central and Eastern Europe Region // Bull. Polish Academy of Sci. Techn. Sci. 2016. V. 64. No. 1. Pp. 127—133.
17. Кузнецова Г.А., Лоханин Е.К., Ольшванг М.В., Остапенко Е.И. Ступенчато регулируемые автотрансформаторы как средство оптимизации потокораспределения в электрических сетях // Электротехника: Сб. докл. М.: Изд-во ВЭИ, 1997. Т. 1. Ч. 1. С. 114—119.
18. Холмский В.Г. Расчет и оптимизация режимов электрический сетей. М.: Высшая школа, 1975.
19. Verboomen K.J., Spaan F.J., Schavemaker P.H. Method for Calculating Total Transfer Capacity by Optimising Phase Shifting Transformer Settings // Rep. CIGRE. 2008. C1-111.
---
Для цитирования: Локтионов С.В., Кочергин А.В., Шаров А.Н., Локтионов Г.С. Расчет параметров режима электрической сети с учетом изменяющегося реактивного сопротивления фазосдвигающего трансформатора // Вестник МЭИ. 2021. № 1. С. 11—20.
#
1. Kochkin V.I., Shakaryan Yu.G. Primenenie Gibkikh (Upravlyaemykh) Sistem Elektroperedachi Peremennogo Toka v Energosistemakh. M.: Torus Press, 2011. (in Russian).
2. Soldatov V.A. i dr. Eksperimental'noe Issledovanie Parametrov i Rezhimov Linii Elektroperedachi s Upravlyaemoy Prodol'noy Kompensatsiey. Elektricheskie Stantsii. 2001;9:46—50. (in Russian).
3. Kiorsak M.V., Soldatov V.A., Zaytsev D.A., Kalinin L.P. Gibkie Linii Elektroperedachi s Prodol'no-emkostnoy Kompensatsiey i Fazopovorotnym Transformatorom. Kishinev: AN Moldovy, 1997. (in Russian).
4. Evdokunin G.A., Nikolaev R. N., Iskakov A.K., Ospanov B.K., Utegulov N.I. Fazopovorotnyy Transformator Vpervye v SNG Primenen v Kazakhstane. Novosti Elektrotekhniki. 2008;6(48):38—41. (in Russian).
5. Kritskiy V.A, Evdokunin G.A., Brilinskiy A.S., Smirnova L.S. Primenenie Fazopovorotnogo Transformatora v Skheme Vydachi Moshchnosti Volzhskoy GES. Elektricheskie Stantsii. 2018;12:26—30. (in Russian).
6. Xihg K., Kusic G. Application of Thyristor-controlled Phase-shifters to Minimize Real Power Losses and Augment Stability of Power Systems. IEEE Trans. Energy Conversion. 1988;3;4:792—798.
7. Soldatov V.A., Dubkov A.A. Primenenie Fazovogo Upravleniya dlya Snizheniya Poter' Moshchnosti v Energosistemakh. Izvestiya AN MSSR. Seriya «Fiziko-tekhnicheskie i Matematicheskie Nauki».1989;2:48—51. (in Russian).
8. Stel'makov V.N., Tarasov A.N. Analiz Elektromagnitnykh Protsessov v Fazopovorotnom Ustroystve s Tiristornym Upravleniem. Elektrichestvo. 2015;11:4—11. (in Russian).
9. Astashev M.G., Panfilov D.I. Fazopovorotnye Ustroystva s Tiristornymi Kommutatorami dlya Aktivno-adaptivnykh Elektricheskikh Setey. Elektrichestvo. 2013;8:60—65. (in Russian).
10. Loktionov S.V., Syromyatnikov S.Yu. Razrabotka Algoritma dlya Vybora Mesta Ustanovki Fazoreguliruyushchego Transformatora v Energosisteme. Vestnik MEI. 2003;1:41—49. (in Russian).
11. Bondarenko A.F. i dr. Sovremennye Tendentsii Razvitiya Tekhniki i Tekhnologiy Elektroenergeticheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 2018. (in Russian).
12. Loktionov S.V. Opredelenie Ugla Regulirovaniya Fazosdvigayushchego Transformatora pri Zadanii Fiksirovannogo Peretoka Moshchnosti po Vetvi. Vestnik Samarskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Tekhnicheskie Nauki». 2018;3(59):165—179. (in Russian).
13. Verboomen K.J., Van Hertem D., Schavemaker P.H., Kling W.L., Belmans R. The Influence of Phase-shifting Transformers on Transient Stability. Proc. UPEC Conf. 2005:1—5.
14. Doğan E., Yörükeren N. Investigation of Sontrol of Power Flow by Using Phase Shifting Transformers: Turkey Case Study. Turkish J. Electrical Eng. & Computer Sci. 2019;27:2259—2275.
15. Lubicki W., Kocot H., Korab R., Przygrodzki M., Tomasik G., Żmuda K. Improving the Sross-border Transmission Capacity of Polish Power System by Using Phase Shifting Transformers. Rep. CIGRE. 2014. C1-108.
16. Korab R., Owczarek R. Impact of Phase Shifting Transformers on Cross-border Power Flows in the Central and Eastern Europe Region. Bull. Polish Academy of Sci. Techn. Sci. 2016;64;1:127—133.
17. Kuznetsova G.A., Lokhanin E.K., Ol'shvang M.V., Ostapenko E.I. Stupenchato Reguliruemye Avtotransformatory kak Sredstvo Optimizatsii Potokoraspredeleniya v Elektricheskikh Setyakh. Elektrotekhnika: Sb. Dokl. M.: Izd-vo VEI, 1997;1;1:114—119. (in Russian).
18. Kholmskiy V.G. Raschet i Optimizatsiya Rezhimov Elektricheskiy Setey. M.: Vysshaya Shkola, 1975. (in Russian).
19. Verboomen K.J., Spaan F.J., Schavemaker P.H. Method for Calculating Total Transfer Capacity by Optimising Phase Shifting Transformer Settings. Rep. CIGRE. 2008. C1-111.
---
For citation: Loktionov S.V., Kochergin A.V., Sharov A.N., Loktionov G.S. Calculating the Electric Network Operating Parameters Taking into Account the Phase-Shifting Transformer's Variable Reactance. Bulletin of MPEI. 2021;1:11—20. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-1-11-20.
