Введение к работе
Актуальность проблемы. Республике Казахстан необходимо иметь электропередачи повышенной пропускной способности. Это связано с тем, что основные запасы энергетического угля и крупные электрические станции сосредоточены на севере республики, а значительные производительные силы размещены на юге страны.
Электрическая связь север - юг Казахстана может иметь большое значение для всех центральноазиатских республик, КНР и других приграничных государств, так как посредством ее можно было бы осуществить прямой выход к дешевым энергетическим ресурсам севера Казахстана и Сибири.
Последнее подтверждается обсуждением указанной проблемы на международной конференции "Энергетика. Рынок. Интеграция", проходившей в г.Алматы в 1998 г., публикациями известного ученого-энергетика, лауреата Государственной премии СССР, академика АН Узбекистана Х.Ф.Фазылова о необходимости уже сегодня проведения научных исследований электропередач Сибирь - север Казахстана -Средняя Азия для будущего транспорта дешевой электроэнергии в энергодефицитные южные регионы, а также целесообразностью сжигания экибастузского угля на месте из-за высокой его зольности.
Следовательно, электропередачу север - юг Казахстана необходимо рассматривать, как стратегически важный объект национального и межгосударственного значения постоянно развивающийся как во времени, так и в пространстве.
В соответствии с планом развития энергетики СССР рассматривалось сооружение электропередачи 1150 кВ, связывающей север и юг Казахстана. В настоящее время сооружение такой дорогостоящей электропередачи приведет к замораживанию капитала, так как передача мощностей порядка (4000 *- 5000) МВт в обозримом будущем по данной линии не будет производиться. Поэтому необходимо рассмотреть возможность увеличения пропускной способности существующих линий поэтапно, без сооружения линии электропередачи (ЛЭП) 1150 кВ.
Целью настоящей работы является разработка концепции развития электропередачи север - юг Казахстана во временном аспекте в зависимости от роста передаваемой мощности.
Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи: По специальности 05.14.02
1) Провести сравнительный анализ всех известных на сегодняшний день способов передачи электрической энергии применительно к рассматриваемой электропередаче, выбрать среди них альтернативные и сделать более детальный их анализ.
2) Разработать поэтапное развитие электропередачи, не приводя
щее к замораживанию капитальных вложений и предусмотреть на по
следнем этапе работу электропередачи в автоматическом режиме.
По специальности 05.09.03
3) Разработать принцип представления на единой методологиче
ской основе автоматических регуляторов всех элементов электропере
дачи при проведении расчетов переходных режимов.
Методы исследования - включают в себя теоретический анализ и экспериментальные исследовательские расчеты на ЭВМ.
В работе использованы: теории формирования электроэнергетических систем, режимов дальних электропередач, переходных процессов в сложных регулируемых ЭЭС, систем управления и регулирования работой электротехнических комплексов и автоматического регулирования.
Научная новизна. По специальности 05.14.02
- предложена концепция развития электропередачи север - юг Ка
захстана в сечении Топар - ЮК ГРЭС. Эта концепция предусматривает
установку устройств продольной компенсации (УПК) в середине ли
нии.
По специальности 05.09.03
получены аналитические выражения, определяющие реакцию динамических звеньев, используемых при создании автоматических регуляторов в электроэнергетике, на входные сигналы, наиболее близко отображающие изменения параметров режимов в переходных процессах в электроэнергетических системах (ЭЭС);
проведена объективная оценка погрешностей, вносимых при расчетах реакции динамических звеньев автоматических регуляторов элементов ЭЭС на входные сигналы при использовании ступенчатой, линейной и квадратичной аппроксимаций. На основе этой оценки показано, .что оптимальной является линейная аппроксимация;
получены соотношения, позволяющие производить преобразования последовательных соединений динамических звеньев автоматических регуляторов в параллельное, что существенно повышает точность расчетов переходных процессов в ЭЭС.
Практическая ценность работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы научно-исследовательскими, проектными и эксплуатационными организациями, занимающимися проблемами передачи электрической энергии из северных регионов Казахстана в южные. Предложенная методика учета автоматических регуляторов элементов ЭЭС позволяет расширить возможности существующих программ расчета переходных процессов сложных управляемых ЭЭС.
Положения, выносимые на защиту. К защите представляются, упомянутые в двух предыдущих разделах: По специальности 05.14.02
- обоснование развития электрической саязи север - юг Казахста
на, основанное на применении линий электропередач переменного
тока 500 кВ с сооружением в середине передачи переключательного
пункта с устройствами продольной и поперечной компенсации.
По специальности 05.09.03
обоснование применения линейной аппроксимации при учете динамических звеньев автоматических регуляторов в расчетах переходных процессов ЭЭС, что позволяет многообразие автоматических регуляторов элементов ЭЭС рассматривать на единой методологической основе и снизить жесткость системы дифференциальных уравнений;
аналитические выражения, позволяющие преобразовать последовательное соединение типовых динамических звеньев в эквивалентное параллельное соединение, что позволяет избежать аккумулирование суммарной погрешности при линейной аппроксимации.
Реализация результатов работы. Разработанная концепция и результаты работы переданы в ЗАО «Институт «Энергия» и используются при разработке проектирования основной системообразующей электрической сети Республики Казахстан. Предложенная методика учета автоматических регуляторов использована при разработке научно-исследовательского программного комплекса на кафедре «Электроэнергетические системы и сети» Московского энергетического института (МЭИ).
Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на кафедре «Электроэнергетические системы» МЭИ (г.Москва, 1994 г.); Международном симпозиуме Power Tech. Int. Symposium (г.Стокгольм, 1995г.); Первой международной научно-теоретической и практической конференции «Проблемы и перспективы автоматизации производства и управления» «Автоматизация - 97» (г.Ташкент, 1997г.); Международном конгрессе энергетиков «Энергетика. Рынок. Интеграция.» (г.Алматы, 1998 г.). Диссертация в полном объеме докладывалась на научном семинаре в КазНИИэнергетики им. академика Щ.ЧЛокина (г.Алматы, 1999 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано семь печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, изложенных на 132 страницах машинописного текста. Содержит 44 рисунка, 13 таблиц, четыре приложения, список использованных источников из 94 наименований.
