Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Вопросы создания программного обеспечения для расчета электрических режимов систем электроснабжения 11
1.1. Задачи расчета электрических режимов и проектирования СЭ. 11
1.2. Интерфейс пользователя 15
1.2.1. Требования к человеко-машинному интерфейсу 15
1.2.2. Психология и познание 18
1.2.3. Уровни действий 20
1.2.4. Ошибки 22
1.2.5. Мысленные модели сложных систем 24
1.2.6. Управление сложностью объектов 27
1.2.7. Интерфейс пользователя как средство работы со сложными объектами 29
1.2.8. Оборудование для интерфейса пользователя 30
1.2.9. Практический подход к разработке интерфейса пользователя 32
1.2.10. Меню 41
1.3. Задачи диссертации 42
Глава 2. Методика расчета электрических режимов систем электроснаб жения 45
2.1. Обзор методов расчета режимов 45
2.1.1. Метод простой итерации и метод Гаусса-Зейделя ... 46
2.1.2. Метод Ньютона 49
2.1.3. Характеристики широко используемых программ... 53
2.2. Описание структуры схемы замещения системы электро- 55
снабжения
2.2.1. Электрическая схема как многосвязный граф 55
2.2.2. Построение графических образов узлов графа 57
2.2.3. Пользовательский формат представления данных... 57
2.2.4. Формат данных в системе автоматизированного проектирования электрических схем системы электроснабжения 58
2.2.5. Представление элементов 59
2.2.5.1. Линии 60
2.2.5.2. Связи 61
2.3. Модели для расчета установившегося режима системы электроснабжения 61
2.3.1. Модели нагрузок 63
2.3.2. Модели генерирующих источников 65
2.3.3. Модели трансформаторов 67
2.3.4. Модель линии электропередачи 68
2.4. Методика решения уравнений 69
2.5. Особенности и характеристики разработанной системы автоматического проектирования систем электроснабжения... 75
2.6. Описание работы программы 80
Глава 3. Вопросы оптимизации режимов потребления электрической энергии 90
3.1. Повышение эффективности распределения электроэнергии в системе электроснабжения предприятия 90
3.2. Режимы работы участка сети с нагрузкой, заданной статическими характеристиками 91
3.3. Соображения по привлечению синхронных двигателей к компенсации реактивной мощности : 121
3.3.1. Оценка располагаемой реактивной мощности СД и
экономической целесообразности их привлечения к
компенсации реактивной мощности 121
3.4. Параметры и потери синхронного двигателя 125
Глава 4. Расчеты и оптимизация режимов работы СЭС предприятия и энергосистемы 129
4.1. Режимы работы РТП с преобладающей асинхронной нагрузкой 129
4.2. Режимы работы секции РУ с синхронной нагрузкой 133
4.3. Оптимизация напряжения в сети со смешанной нагрузкой. Рекомендации по рациональному режиму напряжений в сетях предприятия 137
4.4. Анализ и оптимизация режимов ЭЭС Катара 139
4.4.1. Информация об энергосистеме Катара 139
4.4.2. Результаты предварительных расчетов установившегося режима 142
4.4.3. Оптимизация режимов ЭЭС Катара 143
Заключение 154
Список литературы
- Требования к человеко-машинному интерфейсу
- Метод простой итерации и метод Гаусса-Зейделя
- Режимы работы участка сети с нагрузкой, заданной статическими характеристиками
- Оптимизация напряжения в сети со смешанной нагрузкой. Рекомендации по рациональному режиму напряжений в сетях предприятия
Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях развитие систем электроснабжения и средств автоматического управления ими происходит под действием двух основных факторов: во-первых, все более широким внедрением рыночных механизмов, повышением внимания к показателям качества электроэнергии; во-вторых, - значительным расширением применения микропроцессорной техники, использованием автоматических и автоматизированных систем различных уровней, объединенных средствами передачи информации, способных осуществлять функции экономического управления энергопотреблением в масштабах как субъектов и сегментов рынка, так и всего рынка в целом. В идеале, речь идет о создании единого аппаратно-программного комплекса автоматизированной системы контроля и управления энергопотреблением - АПК АСКУЭ [6-8]. Для эффективного применения мероприятий по энергосбережению, оптимизации состава оборудования, рационального применения различных мероприятий по компенсации реактивной мощности систем электроснабжения (СЭ) требуется специализированное программное обеспечение для ПЭВМ, позволяющее выполнять многовариантные расчеты режимов с одновременным учетом технических и технологических ограничений и выдачей рекомендации оперативному персоналу. Указанные задачи, в принципе, должны решаться как на стадии проектирования и реконструкции СЭ, так и на этапе эксплуатации. В соответствии со сказанным, алгоритм расчета электрического режима, положенный в основу программного обеспечения, должен учитывать целый ряд факторов, обычно не принимаемых во внимание в типовых программах расчета и анализа режимов электрических систем и систем электроснабжения [13, 18, 28, 37, 45, 46, 58, 93]. В частности, обязательному учету подлежат токи намагничивания трансформаторов, потери на возбуждение синхронных
двигателей, потери в конденсаторных батареях, дискретность изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора при переключении отпаек РПН. Обязательному учету подлежат и статические характеристики нагрузок, определяющие изменение потребления активной и реактивной мощности при отклонениях напряжения. Программное обеспечение должно, в идеале, выполнять оптимизацию суточных графиков нагрузки предприятия, сигнализировать о приближении к ограничениям технического и экономического характера, обрабатывать заявки на изменение состава оборудования, согласовывая их с заявленными максимальными значениями активной и реактивной мощностей, входить составной частью в АСУ технологического процесса и иметь связи с более высокими уровнями иерархии АСКУЭ.
Необходимо отметить, что программы для ЭВМ (ПЭВМ), отвечающие сформулированным требованиям, в настоящее время отсутствуют. Поэтому представляется весьма актуальной разработка необходимого комплекса математических моделей элементов, создание необходимой программной среды и разработка принципиально устойчивого метода расчета режима для решения указанных задач.
Цель диссертационной работы. В соответствии со сказанным, целью работы являлась разработка программного обеспечения для выполнения многовариантных расчетов и оптимизации режимов систем электроснабжения (СЭ) с учетом наиболее значимых факторов, определяющих потребление электрической энергии.
Для выполнения сформулированных целей были решены следующие научные задачи:
разработан «конструктор» электрических схем, то есть графический
редактор для формирования расчетной схемы системы электроснабжения
7 (энергосистемы), автоматически проверяющий правильность соединения элементов и формирующий математическую модель системы в виде матриц соединений для последующего использования этой информации для проведения расчетов;
разработан специальный метод решения уравнений, обладающий высокой устойчивостью получения решения, позволяющий выполнять расчеты нормальных, утяжеленных и аварийных режимов;
разработан набор математических моделей элементов системы электроснабжения, предназначенных для решения предложенным методом. Модели включают синхронный двигатель (генератор) с учетом автоматического регулирования возбуждения, двух- и трехобмоточный трансформатор с устройством РПН, реакторы, кабельные и воздушные линии, нагрузки с учетом статических характеристик;
опыт выполнения проектных и расчетных работ обобщен в виде рекомендаций по созданию рационального человеко-машинного интерфейса, обеспечивающего пользователю психологический комфорт и поддерживающего высокую производительность труда, исключающий ошибки и т.д.;
разработана методика выполнения расчетов электрических режимов СЭ с учетом потерь на возбуждение синхронных двигателей; на базе ее применения сформулированы методические положения по оценке целесообразности привлечения синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности системы электроснабжения.
Научная новизна диссертационной работы определяется разработкой новых принципов организации человеко-машинного интерфейса, позволившего создать эффективную систему расчета, анализа и оптимизации состава оборудования и режимов систем электроснабжения на основе
8 графической поддержки пользователя, обеспечивающей формирование математической модели системы электроснабжения в виде матриц соединений и параметров в табличной форме, разработкой нового метода решения уравнений установившегося режима, обеспечивающего надежную сходимость, выполнением расчетов режимов СЭ с учетом потерь СД на возбуждение. Практическая ценность работы определяется следующим:
разработана программа для ПЭВМ, обеспечивающая повышение эффективности и выбор наилучшей структуры электрической сети и состава оборудования в зависимости от ожидаемых режимов работы. Для действующих предприятий обеспечивается анализ и определение режимов, оптимальных с точки зрения энергопотребления;
разработана система графической поддержки пользователя на основе использования каталожной базы данных, содержащей изображения элементов энергосистемы, позволяющей эффективно формировать расчетную схему с одновременным составлением модели в виде матриц соединений и таблиц параметров;
выполнено исследование режимов системы электроснабжения и показано, что при рациональном управлении уровнями напряжения можно добиться определенного снижения издержек на оплату электроэнергии при сохранении на заданном уровне производительности механизмов;
разработаны методические положения по оценке целесообразности привлечения синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности системы электроснабжения. С помощью разработанного программного комплекса впервые выполнены расчеты режимов системы электроснабжения с учетом потерь на возбуждение синхронных двигателей. Показано, что в условиях типовой системы
9 электроснабжения привлечение СД для компенсации реактивной мощности смежных потребителей является нецелесообразным. выполнено исследование режимов работы электроэнергетической системы Катара; показано, что на существующем уровне развития сети допустимые уровни напряжений в узловых точках могут быть обеспечены без коренной реконструкции сети за счет применения компенсации реактивной мощности и использования простейших средств регулирования напряжения.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научных семинарах кафедры «Электрические системы и сети» СПбГТУ, на научно-технических конференциях: «Фундаментальные исследования в технических университетах» (С.-Петербург, 16 - 17 июня 1997 г., 25 - 26 июня 1998 г.), научно-практической конференции «Технология энергосбережения» (С.Петербург, 29 - 30 марта 2000 г.), Non-destructive Testing and Computer Simulation in Science and Engineering (St.-Petersburg, Russia, D.23, 8-12 June, 1998).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, изложенные на 156 страницах. Содержит 60 рисунков, 20 таблиц, список литературы из 137 наименований. Общий объем работы 170 страниц.
Таким образом, в диссертации дано решение научной проблемы совершенствования выполнения электротехнических расчетов систем электроснабжения на основе принципов графической поддержки пользователя
10 и создан программный комплекс, позволяющий выполнять оптимизацию режимов и состава оборудования для СЭ, имеющих радиальную структуру.
Разработанную программную среду можно использовать в качестве советчика диспетчера системы электроснабжения для выбора стратегии режимного регулирования, оценки допустимости тех или иных режимов системы или для введения режима в область желаемых параметров.
Требования к человеко-машинному интерфейсу
Интерфейс пользователя или человеко-машинный интерфейс (Man-Machine Interface - MMI) - это важнейший элемент компьютерных систем. Как следует из названия, назначение этого интерфейса - обеспечить обмен информацией между пользователем и управляемым объектом (компьютером или технической системой). Хорошо организованный интерфейс пользователя не только делает рабочую обстановку более приятной, но и помогает уменьшить число ошибок и, таким образом, ограничить возможный ущерб. Более того, хороший интерфейс пользователя дает ему возможность понять функции технической системы или программы.
В течение долгого времени с начала развития компьютеров основным объектом внимания была сама машина. Компьютеры создавались, чтобы эффективно работать в рамках существующей техники, а не для того, чтобы их легко было использовать. Только специалисты с глубоким знанием технологии работы компьютера могли ими управлять. Постепенное широкое распространение компьютеров столкнуло их с обширным числом неспециалистов. В современных условиях просто невозможно, чтобы сотни миллионов пользователей стали специалистами по компьютерам; напротив, работа с компьютерами должна была кардинально упроститься.
Первое методическое исследование по эффективному использованию человеческих способностей в технической среде началось в США в 40-х годах; новая наука называлась «человеческие возможности» ("human factors" [132]). Разработанная методология использовалась, чтобы отобрать нужный персонал для выполнения определенных задач, например, для управления военными самолетами. Позднее, человеческие возможности стали изучать также и в Европе, и одновременно кое-что изменилось и в направлениях исследований. По мере возрастания сложности задач, некоторые системы стали настолько сложными, что даже специалистам стало не под силу ими управлять. Дисциплина изменила свое направление от отбора нужных пользователей к исследованию вопросов, как сформировать задание и рабочую среду, чтобы они соответствовали возможностям работников. Дисциплина не только изменила подход, но и название и ныне известна как эргономика (ergonomics) [132]. Эргономика - комплексная наука и объединяет знания таких различных областей, как физика, физиология и психология.
Работающий с управляющей системой или расчетной программой инженер общается с компьютером или машиной как пользователь или как разработчик. Как пользователь, он должен знать, как работать с системой, за чем наблюдать, чего ожидать и как быстро разобраться в основных рабочих принципах. Как разработчик программы он должен определить, как данные о процессе представляются на терминалах или панелях управления и каковы особенности команд, вводимых пользователем. Если система спроектирована на основе последовательных и логичных правил, пользователь сможет разобраться и освоить работу с ней за короткое время. Действительно, известно, что проблема с компьютерами в том, что они исполняют только команды пользователя, но не то, чего пользователь от них вообще хочет. Интерфейс пользователя выполняет свое назначение, если реально преодолевает зазор между машиной и действительными намерениями пользователя.
Интерфейс пользователя - видимая часть системы управления или программы расчетов, та, с которой взаимодействует пользователь. Ее важность проявляется в непосредственных действиях по управлению сложным техническим процессом. Интерфейс пользователя должен делать работу более легкой, обеспечивая психологический комфорт, снижая вероятность стрессов, ограничивая возможности ущерба от опасных ошибок.
Тем не менее, имеются определенные сомнения в отношении возможностей интерфейса пользователя. Понятие «дружественный интерфейс» воспринимается как самоцель и очень часто понимается только как «побольше цветных картинок на экране», использование определенной системы «окон» или поддержку диалога с пользователем на каком-либо национальном языке. На самом деле эргономика означает гораздо большее. Если в предлагаемой системе нет уважения к основным эргономическим принципам, разумно заключить, что вся система беспорядочна. Изощренный интерфейс с окнами, иконками и цветной графикой может быть использован для того, чтобы скрыть плохие характеристики системы. Если же интерфейс пользователя легко понимается и используется, тогда скорее всего и техническая система (программа), которую он представляет, хорошо структурирована. Принципы эргономики помогают в оценке качества интерфейса пользователя, а в ряде случаев и самой программы.
Разработка интерфейса пользователя не сводится к простому применению нескольких правил. Эргономика скорее предписывает, чего не нужно делать, чем что нужно делать, чтобы не перейти порога обычного человеческого восприятия. Разработка интерфейса пользователя требует критического мышления и проверки предлагаемых решений для их последовательного совершенствования.
В любом техническом процессе можно выделить три составляющие: цели, задачи, пользователь, техническая система/процесс (инструмент).
Пользователь желает достичь определенного результата и для этого использует техническую систему (инструмент). Следовательно, инструмент является интерфейсом между пользователем и целью. В оптимальном случае инструмент должен позволять пользователю полностью сконцентрироваться на цели и не отвлекаться вопросами о том, как работает инструмент; другими словами, инструмент должен быть «прозрачен» для цели. Простые механические инструменты, как отвертка и молоток, которые использовались и совершенствовались веками, прекрасно выполняют свое назначение. Собирая изделие, обычно следят за деталями и винтами, но не за отверткой.
Метод простой итерации и метод Гаусса-Зейделя
Эти методы нашли распространение для решения уравнений потоко-распределения на первых этапах применения ЭВМ [94]. Запишем уравнения потокораспределения в матричном виде: Y-Us-Is = 0, (2.5) где Is В итерационной схеме (2.4) методу простой итерации соответствует выбор матрицы As - diag Ґ (2.6) С учётом (2.4) и (2.6) итерационный процесс решения уравнений (2.5) можно переписать в виде У2 , гттх q xyq + YU-Y Ul q Ut+[ = - - , (2.7) ч где Y (U )= j ; у=1 п, п- число уравнений (2.5). Метод Гаусса-Зейделя отличается от метода простой итерации тем, что при вычислении Us+ используются ранее найденные в (s+l)-u итерации значения Usq+ .
Для улучшения сходимости итерационного процесса в обоих методах через определённое число итераций, необходимых для стабилизации итерационного процесса, обычно вводится ускоряющий коэффициент. Критерием окончания расчёта является условие, чтобы разница составляющих напряжений в двух последовательных итерациях была меньше заданного небольшого числа для всех узлов энергосистемы.
Несмотря на введение коэффициента ускорения, рассмотренные методы отличаются сравнительно медленной сходимостью процесса итераций, а в ряде случаев (при наличии продольной и поперечной компенсации, малых нулевых и отрицательных активных сопротивлений) могут расходиться даже для апериодически устойчивого режима. Достоинство рассмотренных методов состоит в требовании малого объема памяти ЭВМ и сравнительной простоте программирования.
Метод Гаусса-Зейделя был реализован в программах ИЭД АН УССР на ЭВМ первого и второго поколений, которые были широко внедрены в различных проектных и эксплуатационных организациях. В последующем на основе программы ИЭД АН УССР разработаны усовершенствованные программы в ОДУ Юга, ЦДУ ЕЭС СССР (России), в которые был внесен ряд усовершенствований, в частности, было успешно использовано исключение части узлов электрической сети, что повысило надежность получения решения.
Значительное улучшение и повышение надежности сходимости итерационного процесса достигаются применением так называемой обращенной формы уравнений узловых напряжений [39], получаемой из (2.5) обращением матрицы Y:
US=Y 1-IS. (2.8)
Итерации сводятся к корректировке узловых токов. Такой итерационный процесс обладает значительно более надёжной и быстрой сходимостью, чем метод Гаусса-Зейделя с использованием матрицы Y. Основной недостаток этого метода состоит в необходимости хранения в памяти ЭВМ матрицы Y1 большой размерности, объём которой пропорционален квадрату числа узлов электрической сети. Кроме того, для задач с большим числом узлов электрической сети становится велико и время счёта. Это накладывает ограничения на применение метода.
Режимы работы участка сети с нагрузкой, заданной статическими характеристиками
Основной проблемой современных систем электроснабжения является оптимизация структур и режимов, особенно в свете борьбы с непроизводительными потерями электроэнергии. Решению этой важной задачи традиционно уделялось значительное внимание российских ученых и специалистов. Общие вопросы оптимизации режимов электрических сетей рассмотрены в целом ряде работ [35, 40, 97]. Практика показывает, что схема электроснабжения и режимы работы каждого предприятия обладают целым рядом специфических особенностей, которые нужно учитывать при выполнении конкретных расчетов. В то же время существуют общие положения и закономерности, которые можно анализировать на основе обобщенных подходов и схем.
Расчеты установившихся режимов сетей электроснабжения, а также имеющийся опыт эксплуатации систем электроснабжения предприятий свидетельствуют о целесообразности пересмотра традиционно поддерживаемых режимов напряжения в сетях 6 - 10 кВ и 0.4 кВ, соответствующих повышению на 5% напряжения на шинах ГПП и КТП. Рациональным режимом напряжения, обеспечивающим минимально-допустимое потребление активной мощности и допустимое потребление реактивной мощности, признается режим, когда за счет соответствующего выбора коэффициентов трансформации на понижающих трансформаторах ГПП (110 ... 220/6.3 кВ) и КТП (6/0.4 кВ) в часы максимальной нагрузки на зажимах наиболее удаленных потребителей 0.4 кВ напряжение близко или на 1 - 2% больше низшего допустимого по ПУЭ напряжения (/# 361 В), а на шинах ГПП и КТП оно близко к номинальному.
Уменьшение активной мощности промышленной нагрузки в зависимости от ее состава при уменьшении напряжения на 1% может достигать 0,3 - 1,0% [46, 101], а для реактивной мощности - соответственно 0,5-4%.
Существует мнение, что со снижением напряжения в распределительной сети может проявиться эффект повышения нагрузочных потерь, в первую очередь активной мощности при снижении напряжения, который действует противоположно рассмотренному выше. Применительно к концентрированным промышленным сетям с малыми номинальными потерями мощности, составляющими обычно не более 1,5 - 2% от потребляемой активной мощности и 3 - 10% от потребляемой реактивной мощности, величина прироста потерь мощности при снижении напряжения обычно оказывается многократно (в 5 и более раз) меньшей, чем снижение потребления активной мощности. Однако, с возможностью роста потерь следует считаться и выполнять соответствующие проверки.
В соответствии со сказанным в данном разделе работы, в разделе 3.2. выполнены простейшие оценки снижения потерь и потребления мощности для случая нагрузки, заданной статическими характеристиками, питаемой по линии от КТП.
Целью расчетов было выявить степень влияния параметров участка сети и характеристик нагрузки, включенной в конце участка на потери и потребление активной и реактивной мощности. Принималось, что кажущаяся мощность нагрузки равна единице, то есть SH=cos pH+jsinq H, часть реактивной мощности нагрузки может быть скомпенсирована компенсирующим устройством в частности конденсаторной батареей. Статическая характеристика узла нагрузки по активной мощности была принята следующая:
Анализ проделанных расчетов показывает, что при заданных параметрах линии могут быть даны конкретные рекомендации по осуществлению режима напряжения на нагрузке в зависимости от вида статической характеристики по реактивной мощности.
Результаты расчетов без учета компенсации реактивной мощности нагрузки иллюстрируются рис. 3.6, 3.7, 3.8. (Параметры линии гл=0.1, хл=0.15.) Они показывают, что в случае, когда нагрузка имеет «пологую» статическую характеристику нагрузки зависимость потерь в линии от напряжения имеет явно выраженный минимум в диапазоне допустимых напряжений. При задании такого напряжения на нагрузке потери мощности в линии будут минимальны, а потребление активной мощности будет определяться кривой рис. 3.6а.
В случае если СХН имеют другой вид, то соображения по выбору напряжения ІІ2 на зажимах потребителя (и в пункте питания Uj) ,будут иными. Как следует из рис. 3.7. а,б напряжение /? должно фиксироваться на уровне нижнего допустимого (0.95U2H), ЧТО обусловит сниженные потери активной мощности в линии и уменьшенное потребление активной мощности от центра питания (Pj). Приблизительно такое же положение имеет место в случае, когда нагрузка характеризуется «крутой» СХН (рис. 3.8. а,б).
Статические характеристики нагрузки с учетом подключения конденсаторной батареи для компенсации реактивной мощности приведены нарис. 3.9, 3.10, 3.11. Параметры линии гл=0.1, хл=0.15.
Оптимизация напряжения в сети со смешанной нагрузкой. Рекомендации по рациональному режиму напряжений в сетях предприятия
Учитывая противоречивость рекомендаций, полученных в разделах 4.1. и 4.2., были проанализированы режимы условной РТЇ1 с таким же соотношением синхронных и асинхронных двигателей, как и в целом на предприятии (около 40-45% синхронных и 55-60% асинхронных двигателей). Как ранее, при расчетах режимов изменялись напряжения в сети 6 кВ и напряжения на зажимах потребителей 0.4 кВ.
Результаты расчетов представлены на рис. 4.8 и в таблицах 4.5 и 4.6. Они показывают, что и в рассмотренных условиях сохраняет свою справедливость рекомендация о работе со сниженными до нижнего допустимого уровня напряжениями в сетях 0.4 кВ и 6 кВ. Повышение напряжения в сети 0.4 кВ приводит к абсолютному росту потерь в сети за счет увеличения потребления мощности, хотя абсолютные величины потерь, приведены в таблице 4.6 меньше, чем те же величины из таблицы 4.3 (из раздела 4.1.) на 10-12%) в зависимости от уровня напряжения в сети 6 кВ. Соответственно изменение напряжения в сети 6 кВ от 6 до 6. б кВ приводит к снижению потерь только на 4.5-4.1%. Таким образом, режим со сниженным напряжением является экономичным с точки зрения потребления энергии и мощности и практически не проигрывает (в рассмотренных условиях подключения значительной доли двигательной нагрузки на шины 6 кВ) режимам с повышенным напряжением в сети 6 кВ с точки зрения потерь в сети. В целом анализ приведенных показателей потребления активной мощности при разных условиях напряжения позволяет утверждать, что потребление может быть снижено на 2.4...2.5%, с соответствующим уменьшением оплаты за электроэнергию.
Исходные данные для выполнения расчётов заимствованы из отчёта "Qatar Transmission System PHASE IV Engineering Consultancy Services". Данные базируются на цифрах реального потребления для 1997 г. (1306 МВт) и 1999 г. (1497 МВт). Максимальные и минимальные нагрузки системы существенно различаются. Следует отметить, что основную нагрузку энергосистемы составляет бытовая нагрузка (70-75%); промышленная нагрузка составляет 16-23%. Опреснители морской воды потребляют 4.1-4.7%), а потери в сетях 33 кВ и выше составляют примерно 3.2%. Распределение потребителей по категориям в 1997 г. и 1999г. иллюстрируется таблицами 4.7 и 4.8.
Конфигурация высоковольтной сети Катара представлена на рис. 4.9. ЭЭС Катара характеризуется достаточно развитой сетью напряжения 66 кВ, наличием кольцевой сети 132 кВ и началом сооружения сети 220 кВ. Второе замкнутое кольцо ВЛ 132 кВ обеспечивает электроснабжение локальной группы промышленных потребителей на восточном берегу полуострова Катар, южнее г. Доха.
Основными электростанциями энергосистемы являются две очереди станции Рас Абу Фонтас. Первая очередь состоит из 14 генераторов общей мощностью 618 МВт, присоединенных к сети 132 кВ. Вторая, строящаяся очередь электростанции содержит два генератора мощностью 100 МВт каждый. Полное развитие предполагает установку шести генераторов по 100 МВт. Три вспомогательные тепловые электростанции (Аль Ваджба, Салийя и Доха Саус Супер) с общей установленной мощностью 501 МВт присоединены непосредственно к городскому кольцу 132 кВ. Устаревшая электростанция Рас Абу Абуд, имеющая располагаемую мощность 128 МВт, присоединена непосредственно к распределительной сети центральной части г. Доха.
Сеть напряжения 66 кВ в основном работает как распределительная радиальная, хотя имеется несколько кольцевых структур, опирающихся на сеть 132 кВ. Следует отметить наличие протяженных радиальных элементов сети 66 кВ. Несмотря на то, что все они выполнены двухцепными ВЛ, их пропускная способность не всегда достаточна для обеспечения необходимого уровня напряжения у потребителей. В связи с указанными обстоятельствами предусмотрена установка синхронного компенсатора мощностью 40 МВар в узле Каско (QASCO).
Для компенсации избыточной реактивной мощности в минимальных режимах в пяти узлах сети 132 кВ установлены шунтирующие реакторы (Найеджа -60 МВар, Гарафа - 30 МВар, Аль Соваиди - 30 МВар, Умм Сайд -30 МВар, Салийя - 30 МВар). В данной работе в основном анализировались максимальные режимы и рассматривались вопросы компенсации реактивной мощности, поэтому шунтирующие реакторы не учитывались.
