Введение к работе
Актуальность работы. Анализ режимов и структуры схем электроэнергетических систем выполняется на стадии проектирования и планирования , режимов. В процессе проектирования происходит взаимообмен информацией и увязка решений по развитию электроэнергетических систем (ЭЭС) различных уровней. Для проектируемых ЭЭС следует обеспечить:
требуемую пропускную способность и надежность;
экономичность развития и функционирования сети с учетом рационального сочетания сооружаемых ЭЭС с действующими при обеспечении оптимальных уровней токов короткого замыкания и потерь энергии;
возможность сохранения принятых решений по развитию сети при небольших отклонениях балансов мощности от планируемых;
- условия для работы устройств релейной защиты,
противоаварийной и режимной автоматики.
Современные электрические системы обладают рядом свойств, отражение которых в единой модели не представляется возможным. В зависимости от цели, стоящей перед исследователем, анализ режимов ЭЭС и их структуры, может быть построен на применении методов системного моделирования, допускающих различную степень детализации и иерархической подчиненности.
. Перспективным схемам развития современных ЭЭС присущи разнообразные конфигурации, режимы, поэтому анализ схем развития отличается большим числом расчетных схем и исследуемых режимов. Выбор значимой информации производится, главным образом,на основе инженерной интуиции, а это снижает достоверность расчетов, приводит к возникновению несогласованных решений, принимаемым на разных этапах разработки.
Необходим гибкий анализ схем-и рехимов ЭЭС, содержащий следующие этапы:
отбор опасных ситуаций и выявление элементов схемы ЭЭС, наиболее сильно' влияющих' на режим и сохранение устойчивости системы;
исключение из рассмотрения заведомо безопасных с точки зрения существования рехимов и устойчивости ЭЭС ситуаций и объединение или исключение элементов схемы не "опасных" для рассматриваемых условий.
Для развивающихся электрических систем важно выделить связи и сечения, предельные значения перетоков по которым, исходя из условий существования установившихся режимов (УР) (нарушение статической устойчивости, тепловая перегрузка и т.п.), достигаются в первую очередь. В дальнейшем такие связи и сечения будут определять структурные изменения в ЭЭС.
При выполнении расчетов по анализу схем с одной стороны возникает требование точного определения значений множества параметров режима, а с другой - требование высокой скорости решения. Объединение этих двух требований возможно в приближенных математических моделях, коте г ;е позволяют создать быстрые оценочные методы и получить результаты с удовлетворительной точностью; Созданию таких методов и посвящена данная работа, в которой предложена методика анализа структуры і рекимов схем энергосистем по условию сохранения статическоі устойчивости или допустимой тепловой нагрузки. При этo^ используется упрощенная линейная модель (ЛМ) ЭЭС.
Подобные модели целесообразно применять нэ начальных стадиях проектирования, чтобы выделить" "опасные" элементы и рехимы ЭЭС, а затем их исследовать по точным моделям.
Объект исследования. Большие электрические системы, по размерности соответствующие ОЭС экономических регионов и отдельных ЭЭС.
Цель работы состоит в разработке моделей.и алгоритмов, используемых в практике проектирования для ускоренного анализа структуры и режимов электроэнергетических систем.
Методы исследования. В работе используются современные методы анализа режимов, применяемые при проектировании ЭЭС и планировании их режимов, методы линейного программирования, методы вычислительной математики, методы работы с большими разреженными матрицами.
Научная новизна:
- разработаны модели ЭЭС, используемые для определения
реальных "опасных" сечений;
- создана методика исследования структуры схем ЭЭС
с применением методов линейного программирования;
- проведены исследования.и разработан способ приближенного определения параметров установившихся режимов на основе линейной модели ЭЭС;
- при использовании линейной модели показана возможность построения приближенной границы областей существования установившихся режимов в-пространстве перетоков.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработана методика выбора сечений и связей, наиболее сильно влияющих на принятие решений по развитию электрических сетей. Предложенная методика позволяет выполнить классификацию выделенных сечений по условиям обеспечения статической устойчивости или тепловой нагрузки, оценить значения перетоков мощности по ним на основе анализа фактических режимов. Данная
методика доведена до программной реализации.
Проведена линеаризация уравнений установившихся режимов и получена линейная модель ЭЭС, которая может быть использована для проведения вариантных расчетов при проектировании, для быстрого анализа устойчивости режима системы. Создана программная реализация. Предложена методика построения приближенных границ областей установившихся режимов в пространстве перетоков.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Всесоюзная научно-техническая конференция "Разработка методов и средств экономии электроэнергии в электрических системах и системах электроснабжения промышленности и транспорта" (Днепропетровск, 1990); региональная научно-техническая конференция "Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири" (Иркутск,1990); республиканская научно-техническая конференция "Автоматизация проектирования в энергетике и электротехнике" (Иваново,1991); X научная конференция гМоделировакке электроэнергетических систем" (Каунас,1991).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в семи- печатных работах.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы ( 144 наименования) и 2 приложений, содержит 25 таблиц, иллюстрируется рисунками. Общий объем диссертационной работы составляет 149 страниц машинописного текста.
