Введение к работе
Актуальность работы. Изучение областей существования режимов возникло в середине 70-х годов и было вызвано рядом практических задач проектирования и эксплуатации электроэнергетических систем (ЭЭС): определение предельных режимов, запасов по мощности в сложных схемах, определение объемов отключаемой нагрузки при послваварийном управлении, перераспределение узловых мощностей нагрузки и генерзщш и т.д. Усложнение структуры ЗЭС, а таюге увеличение передачи энергий на дальние расстояния приводит к усложнении задач анализа предельных регимов ЭЭС, расчетов надежности и живучести. Становится ясно, что недостаточно иметь точечные данные для правильной оценки состояния ЭЭС с весьма большим числом узлов, когда даже данные одного режима пе могут быть воспринята и осмыслены без их обобщенного представления. Например, нор.агруеше по устойчивости ЭЭС запасы мощности в сети однозначно определяются лишь для простых систем, в сложных системах они зависят от того, как распределять нагрузки между станциями при увеличении потребления электроэнергии (если для одного способа запас по мощности может быть достаточным, то при другом система может оказаться без запаса). Практически такие ситуации возникали не раз. В связи с этим необходимы и актуальны исследования областей существования режимов (ОСР) в отношении всевозможных способов перераспределения мощностей между генерирующими и нагрузочными узлами, определения наиболее опасных состояний системы и ее слабых звеньев, влияющих на снижение надежности работы. Такие исследования имеют первостепенное значение для определения структур ЭЭС, обеспечивающих наиболее полное использование потенциальных возможностей сети.
Целью работы является разработка методов, алгоритмов и программная реализация оценки областей существования установившихся режимов ЭЭС в многомерном пространстве активных и реактивных мощностей и получение критериев существования установившихся режимов для анализа структуры ЭЭС. В работе для этого поставлены следующие задачи:
- разработка методов построения ОСР ЭЭС с узлами типа (P.Q) и (P,U) в пространстве активных и реактивных мощностей и анализ
этих областей с учетом ограничений по напряжению в сети;
применение этих методов к подробному исследованию трехуз-ловых схем с выявлением характерных качественных особенностей ОСР, определяющих многообразие условий, приводящих к ограничениям режима;
разработка методов аналитического исследования, которые позволяют раскрыть ряд закономерностей формирования потокораспре-деления мощностей в сетях дальних электропередач, состоящих из нескольких параллельных ветвей при наличии на них промежуточных узлов с генерацией или потреблением с учетом допустимого снижения напряжения в этих узлах, а также для анализа параллельной работы сетей различных номинальных напряжений;
разработка методов выявления слабых звеньев электрической сети, определяющих снижение пропускных способностей сети и путей устранения отрицательного влияния таких звеньев.
Методы исследования. Работа базируется на методах математического моделирования ЭЭС, линейной и матричной алгебры, многомерной геометрии. Разработанные алгоритмы реализованы на языке Microsoft QBaaic для ПЭВМ на платформе IBM РС-АТ.
Основные научные результаты и их новизна:
1 .Для лучевых схем и схем, приводящимся к лучевым эквивалентам получен критерий существования режима в пространстве комплексных мощностей и ряд признаков, позволяющих конструктивно строить и изучать структуру ОСР и их особенности.
2.Установлены закономерности проявления эффектов саморазгрузки линий электропередач (ЛЭП), возникающих в электрических сетях, для которых не выполняются условия максимального использования пропускных способностей; определены пути устранения эффекта саморазгрузки.
3.Показано, что одним из наиболее важных факторов, определяющих существование режима системы, является требование сохранения достаточно высокого напряжения в узлах (P,Q). Этот фактор бывает определяющим по отношению к пределу передаваемой мощности по ЛЭП, если она шунтирована сетью более низкого номинального напряжения с промежуточными нагрузками.
4.Учет уровней напряжений в узлах потребления при построении ОСР для систем с узлами (P,U) в пространстве активных мощностей
приводит к значительному уменьшению таких областей. Разработанный метод дает возможность просто определять это уменьшение.
5.Получены удобные для практического применения признаки слабых узлов электрической сети, режим которых определяет нарушение условий существования режима всей системы в силу критического для этих узлов снижения напряжения.
Практическая значимость. Разработанные методы и программы могут использоваться в проектных и исследовательских организациях при решении задач развития, анализа перспектиных режимов, определения допустимых диапазонов регулирования и передачи мощности в ЭЭС, а также в диспетчерских службах в энергосистемах для обоснования решений по управлении режимами.
Полученные результаты использовались в ВГПИ и НИИ Энерго-сетьпроект для настройки централизованного комплекса противоава-рийной автоматики по теме "Разработка мероприятий для повышения устойчивости Гурьевской энергосистемы и требований к противоавв-рийной автоматики".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах и заседаниях кафедры.
Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы в научных журналах.
Объеы и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем 189 страниц. Основная часть составляет 179 страниц, из которых 134 страницы текста и 49 рисунков на 45 страницах. Библиография содержит 82 наименования.
