Влияние статических характеристик современных видов нагрузки на режимы работы электрических сетей
Аннотация
Одна из основных задач ведения режима работы энергосистем — поддержание нормального уровня напряжения в контрольных точках энергосистемы и у потребителя. Режим напряжений в электрической сети должен соответствовать требованиям ГОСТ 32144—2013 в отношении допустимых отклонений напряжения для потребителей электрической энергии. Кроме того, желательным является оптимальное напряжение, при котором для производства единицы продукции затраты минимальны. Каждая нагрузка характеризуется различным потреблением активной и реактивной мощностей в зависимости от напряжения, что приводит к изменениям режимных параметров сети. Таким образом, при исследовании режимов работы электроэнергетической системы необходимо учитывать статические характеристики нагрузки по напряжению.
Выполнены расчеты электрических режимов (в программном комплексе RastrWin3) и матрицы Якоби, аппроксимация полученного массива данных методами Гаусса, Крамера, а также численными методами.
Определено распределение потребления мощности в отдельном доме/квартире, получены современные уравнения статических характеристик нагрузки коммунально-бытового характера для отдельного дома/квартиры, а также узлов нагрузки классов напряжения
6—20 кВ и 110—220 кВ, рассчитаны нормированные списки сенсорности узлов для различных электрических сетей.
Результаты исследования могут быть использованы при проектировании современных электрических сетей, оптимизации режимов работы электрических сетей, а также решении вопросов оперативно-диспетчерского управления.
По итогам сравнения полученных уравнений статических характеристик нагрузок с типовыми доказано, что внедрение энергосберегающих технологий, а также применение современных типов энергопринимающих устройств приводит к необходимости изменения типовых статических характеристик нагрузки. Установлена необходимость представления нагрузки в узлах полными моделями статических характеристик.
Литература
2. Чемборисова Н.Ш., Буков И.В. Анализ свойств отдельных узлов в интеллектуальной сети // Интеллектуальные энергосистемы: Труды I Междунар. молодёжного форума. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2013. Т. 1. С. 16—20.
3. Баранов И.Л., Чемборисова Н.Ш. Применение методик оценки сенсорности узлов ЭЭС на основании разложения матрицы Якоби // Международный журнал экспериментального образования. 2012. № 6. С. 95—96.
4. Гамм А.З., Голуб И.И., Бершанский Р.В. Эффективный метод определения слабых связей в электроэнергетической системе // Электричество. 2010. № 9. С. 31—37.
5. Лопатин О.А., Чемборисова Н.Ш. Использование параметров сети и обобщенных показателей режима для расстановки компенсирующих устройств // Электричество. 2011. № 3. С. 10—12.
6. Фролов О.В., Чемборисова Н.Ш. Предварительный анализ параметров сети для расстановки устройств ограничения токов короткого замыкания в сетях мегаполисов // Электричество. 2012. № 8. С. 26—30.
7. Радилов Т.В. Разработка методики моделирования установившихся режимов электроэнергетических систем с гибкими электропередачами: дис. … канд. техн. наук. М.: Изд-во НИУ «МЭИ», 2014.
8. Yuan-Lin C., Chi-Wei C., Chun-Chang L. Efficient Methods for Identifying Weak Nodes in Electrical Power Networks // Generation, Transmission and Distribution. 1995. V. 142. No. 3. Pp. 317—322.
9. Баранов И.Л., Чемборисова Н.Ш. Определение чувствительных узлов электроэнергетических систем на основной частоте и высших гармоник // Электричество. 2013. № 8. С. 15—20.
10. Kempton W. Vehicle-to-grid Power: Battery, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles as Resources for Distributed Electric Power in California. Berkeley: University of California, 2001.
11. Kydd P.H., Anstrom J.R., Heitmann P.D., Komara K.J., Crouse M.E. Vehicle-solar-grid Integration: Concept and Construction // IEEE Power Energy Technol. Syst. J. 2016. V. 3. No. 3. Pp. 81—88.
12. Закарюкин В.П., Крюков А.В., Ле Конг Зань. Математические модели узлов нагрузки электроэнергетических систем, построенные на основе фазных координат. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2013.
13. Гребенников В.В. Источники вторичного электропитания электронной аппаратуры [Электрон. ресурс] www.portal.tpu.ru:7777/SHARED/g/GREBENNIKOVVV/students/Tab4/Tab/04_Electronics_22_Power_Supply_2017_v2.pdf (дата обращения 20.07.2020).
14. СП 256.1325800.2016. Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа (с Изменениями № 1, 2, 3).
15. Приказ Минэнерго РФ № 250 от 06.05.2014 г. «Об утверждении Методических указаний по определению степени загрузки вводимых после строительства объектов электросетевого хозяйства, а также по определению и применению коэффициентов совмещения максимума потребления электрической энергии (мощности) при определении степени загрузки таких объектов» [Электрон. ресурс] https://base.garant.ru/70670870 (дата обращения 20.07.2020).
16. Балдов С.В. и др. Определение статических характеристик нагрузки по напряжению в электрических сетях с комплексной нагрузкой // Вестник ИГЭУ. 2014. Вып. 6. С. 22—30.
---
Для цитирования: Буслов В.В., Чемборисова Н.Ш. Влияние статических характеристик современных видов нагрузки на режимы работы электрических сетей // Вестник МЭИ. 2021. № 2. С. 20—28. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-2-20-28.
#
1. Gamm A.Z., Golub I.I. Sensory i Slabye Mesta v Elektroenergeticheskikh Sistemakh. Irkutsk: Izd-vo SEI SO RAN, 1996. (in Russian).
2. Chemborisova N.Sh., Bukov I.V. Analiz Svoystv Otdel'nykh Uzlov v Intellektual'noy Seti. Intellektual'nye Energosistemy: Trudy I Mezhdunar. Molodezhnogo Foruma. Tomsk: Izd-vo Tomskogo Politekhn. Un-ta, 2013;1:16—20. (in Russian). (in Russian).
3. Baranov I. L., Chemborisova N.Sh. Primenenie Metodik Otsenki Sensornosti Uzlov EES na Osnovanii Razlozheniya Matritsy Yakobi. Mezhdunarodnyy Zhurnal Eksperimental'nogo Obrazovaniya. 2012;6:95—96. (in Russian).
4. Gamm A.Z., Golub I.I., Bershanskiy R.V. Effektivnyy metod opredeleniya slabykh svyazey v elektroenergeticheskoy sisteme. Elektrichestvo. 2010;9:31—37. (in Russian).
5. Lopatin O.A., Chemborisova N.Sh. Ispol'zovanie Parametrov Seti i Obobshchennykh Pokazateley Rezhima dlya Rasstanovki Kompensiruyushchikh Ustroystv. Elektrichestvo. 2011;3:10—12. (in Russian).
6. Frolov O.V., Chemborisova N.Sh. Predvaritel'nyy Analiz Parametrov Seti dlya Rasstanovki Ustroystv Ogranicheniya Tokov Korotkogo Zamykaniya v Setyakh Megapolisov. Elektrichestvo. 2012;8:26—30. (in Russian).
7. Radilov T.V. Razrabotka Metodiki Modelirovaniya Ustanovivshikhsya Rezhimov Elektroenergeticheskikh Sistem s Gibkimi Elektroperedachami: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: Izd-vo NIU «MEI», 2014. (in Russian).
8. Yuan-Lin C., Chi-Wei C., Chun-Chang L. Efficient Methods for Identifying Weak Nodes in Electrical Power Networks. Generation, Transmission and Distribution. 1995;142;3:317—322.
9. Baranov I.L., Chemborisova N.Sh. Opredelenie Chuvstvitel'nykh Uzlov Elektroenergeticheskikh Sistem na Osnovnoy Chastote i Vysshikh Garmonik. Elektrichestvo. 2013;8:15—20. (in Russian).
10. Kempton W. Vehicle-to-grid Power: Battery, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles as Resources for Distributed Electric Power in California. Berkeley: University of California, 2001.
11. Kydd P.H., Anstrom J.R., Heitmann P.D., Komara K.J., Crouse M.E. Vehicle-solar-grid Integration: Concept and Construction. IEEE Power Energy Technol. Syst. J. 2016;3;3:81—88.
12. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V., Le Kong Zan'. Matematicheskie Modeli Uzlov Nagruzki Elektroenergeticheskikh Sistem, Postroennye na Osnove Faznykh Koordinat. Irkutsk: Izd-vo IrGUPS, 2013. (in Russian).
13. Grebennikov V.V. Istochniki Vtorichnogo Elektropitaniya Elektronnoy Apparatury [Elektron. Resurs] www.portal.tpu.ru:7777/SHARED/g/GREBENNIKOVVV/students/Tab4/Tab/04_Electronics_22_Power_Supply_2017_v2.pdf (Data Obrashcheniya 20.07.2020). (in Russian).
14. SP 256.1325800.2016. Elektroustanovki Zhilykh i Obshchestvennykh Zdaniy. Pravila Proektirovaniya i Montazha (s Izmeneniyami № 1, 2, 3). (in Russian).
15. Prikaz Minenergo RF № 250 ot 06.05.2014 g. «Ob Utverzhdenii Metodicheskikh Ukazaniy po Opredeleniyu Stepeni Zagruzki Vvodimykh Posle Stroitel'stva Ob′ektov Elektrosetevogo Khozyaystva, a Takzhe po Opredeleniyu i Primeneniyu Koeffitsientov Sovmeshcheniya Maksimuma Potrebleniya Elektricheskoy Energii (Moshchnosti) pri opredelenii Stepeni Zagruzki Takikh Ob′ektov» [Elektron. Resurs] https://base.garant.ru/70670870 (Data Obrashcheniya 20.07.2020). (in Russian).
16. Baldov S.V. i dr. Opredelenie Staticheskikh Kharakteristik Nagruzki po Napryazheniyu v Elektricheskikh Setyakh s Kompleksnoy Nagruzkoy. Vestnik IGEU. 2014;6:22—30. (in Russian).
---
For citation: Buslov V.V., Chemborisova N.Sh. The Static Characteristics of Modern Load Types and Their Influence on the Electric Network Operating Modes. Bulletin of MPEI. 2021;2:20—28. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-2-20-28.
