Оптимизация режима работы системы

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДСКОГО РАЙОНА

НАПРЯЖЕНИЕМ 6(10) КВ

МУСАЕВ Т.А., КАМАЛИЕВ Р.Н., ОАО «Сетевая компания», г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ВАЛЕЕВ И.М.

Современное состояние электроэнергетической отрасли характе­ризуется изменением подходов к выработке, передаче, распределению электроэнергии. На первый план выходит необходимость внедрения энергосберегающих технологий. Существуют различные подходы к энерго­сбережению, которые определяются направлением отрасли электроэнергетики.

Оптимизация режима работы системы электроснабжения напряжением 6(10) кВ способна внести значительный вклад в общую программу энергосбережения отрасли.

Существуют различные подходы к улучшению режима работы городской системы электроснабжения: установка компенсирующих устройств реактивной мощности, реконструкция объектов распредели­тельной сети, использование инновационного оборудования («умные» сети) и т.д., однако внедрение данных мероприятий требует значительных капитальных вложений и временных затрат. В то же время оптимизация режима работы путем определения оптимальной точки размыкания сетей с двусторонним питанием не требует капитальных затрат, легко осуществима в условиях действующей системы электроснабжения. Известно, что наиболее оптимальным месторасположением точки деления сети является точка потокораздела. Таким образом, задача сводится к определению точки потокораздела для ограниченного участка электроснабжения.

Однако применение данного подхода встречает ряд трудностей: большое количество узлов и ветвей сети, разветвленная схема сети, сложности при выделении отдельного участка для оптимизации и т.д.

В целях устранения указанных трудностей авторами разработан ряд практических мероприятий, направленных на реализацию возможности оптимизации режима работы городской системы электроснабжения напряжением 6(10) кВ. К указанным мероприятиям относятся: приемы для выделения ограниченного участка электроснабжения из полной схемы сети, разработка подходов использования методов матричной алгебры в целях расчета показателей режима работы и параметров сети, разработка программного обеспечения для автоматического определения точки потокораздела сети с двусторонним питанием.

Внедрение разработанных мероприятий позволяет повысить уровень экономичности работы системы электроснабжения за счет снижения уровня потерь мощности, а также улучшить условия работы потребителей, подключенных к сети, за счет снижения уровня отклонения узлового напряжения в системе электроснабжения.

УДК 608.2

СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

СИСТЕМЫ НА ПОДСТАНЦИЯХ

НАБИУЛЛИН Т.И., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ФЕДОТОВ А.И.

Сверхпроводящие индуктивные накопители электроэнергии (СПИН) – особый вид сверхпроводниковых устройств, в которых применяется индуктивный метод накопления и преобразования энергии. Это дает возможность генерирования мощных и одновременно энергоемких импульсов при быстрой реакции накопителя энергии. В этих устройствах применяются НТСП-материалы, работающие в высоких магнитных полях, чего требует накопление больших количеств энергии. СПИН запасают энергию в магнитном поле индукционной катушки, в которой ток циркулирует без потерь. В конструкции СПИН можно условно выделить три основных конструктивных узла: магнитная система, криогенная система и система связи с внешней сетью, так называемый преобразователь-инвертор.

К достоинствам СПИН относятся мгновенная выдача электроэнергии в ответ на падающее напряжение, высокая плотность запасаемой энергии, компактность, возможность размещения вблизи потребителя энергии, низкий уровень потерь при хранении электроэнергии, возможность регулирования активной и реактивной мощности при выдаче электроэнергии, экологическая чистота и высокая надежность.

Функции СПИН зависят от их энергоемкости:

– накопители энергоемкостью 10⁸–10¹¹ Дж можно применять для повышения статической и динамической устойчивости энергосистем, но при современных уровнях цен на НТСП-оборудование их применение экономически невыгодно;

– накопители энергоемкостью 10⁵–10⁷ Дж (микро-СПИН) используются для локального поддержания напряжения на подстанциях при изменениях нагрузки, а также при кратковременных аварийных перерывах электроснабжения потребителей при внезапных отключениях ВЛ или кратковременном снижении напряжения на 30–90 %.

Связь накопителя с электрической сетью осуществляется через устройства на базе силовой электроники. Быстродействие такого комплекса составляет 0,5–4 мс, что позволяет с помощью СПИН эффективно влиять на переходные режимы в сетях и энергосистемах и применять их в компенсаторах активной и реактивной мощности, стабилизаторах напряжения и частоты, демпферах периодических и апериодических колебаний мощности и др.

Применение накопителей энергии на электростанциях и подстанциях позволяет решить две важные задачи: снизить затраты на производство электроэнергии и увеличить надежность энергосистем в целом. Накопители позволяют осуществлять демпфирование пиков нагрузки (как импульсных, так и долгосрочных). Затраты уменьшаются за счет сглаживания пиков нагрузки и поддержания тем самым режима турбогенераторов в области максимального КПД. Демпфирование пиков нагрузки способствует повышению устойчивости энергосистем и, следовательно, повышает надежность. Намечаются перспективы создания СПИН на основе ВТСП-материалов, что уменьшит их стоимость: появится возможность широкого практического применения СПИН большой энергоемкости для повышения устойчивости энергосистем.

УДК 621.317.7