Введение к работе
Актуальность проблемы. Качество электрической энергии, связанное с высшими гармониками - одна из проблем в современных электроэнергетических системах (ЭЭС). Источники высших гармоник - промышленные потребители с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также отдельные устройства, широко применяющиеся во всех областях жизнедеятельности человека, резко ухудшили качество электрической энергии, что вызывает множество негативных явлений и приносит значительные ущербы. Экспериментальные исследования, проводимые в ЭЭС в нашей стране и за рубежом, показывают что уровни высших гармоник превышают установленные допустимые значения и год от года возрастают из-за увеличения количества и мощности потребителей, генерирующих высшие гармоники. В условиях новых " рыночных отношений все чаще ставится вопрос об ответственности потребителя за ухудшение качества электрической энергии, связанного с высшими гармоникам. Поэтому проблема высших гармоник стоит остро.
В нашей стране и за рубежом достигнуты значительные результаты в решении этой проблемы. Вопросы, связанные с высшими гармониками, впервые были поставлены в работах Константинова Б. А., Либкинда М. С, Мельникова Н. А. Большой вклад в нашей стране внесли Вагин Г.Я., Глинтерник СР.. Гераскин О.Т., Жежелекко И. В., Железко Ю. С, Зорин В. В., Кузнецов В. Г., Крайчик Ю. С, Куренный Э. Г., Кучумов Л.А., Липский A.M., МамошинР.Р., Никифорова В. Н., Самородов Г. И., Саенко Ю.Л., Солодухо Я. Ю..- Тимофеев Д. В., Тонкаль-В. Е., Трофимов Г.Г.. Федоров В.К., Черепанов В.В., Шалимов М.Г., Шидловский А.К. и другие, за рубежом - Аррилага, Д.Брэдли, Даодзхи Хиа, А. Роберт и многие другие. Полученные результаты в, значительной мере касаются промышленных электрических сетей. В настоящее время проблема высших гармоник вышла за их пределы и стала актуальной для протяженных распределительных электрических сетей высокого напряжения, на формирование уровней напряжений в которых значительное влияние оказывают свойства сетей энергосистем на высших гармониках, которые необходимо учитывать при оценке воздействия источника высших гармоник в
искажение напряжения. В,связи с этим необходим поиск подходов, разработка методов, алгоритмов, вычислительных программ для сетей данного класса.
Целью диссертационной работы является разработка алгоритмов расчета режимов на высших гармониках в протяженных высоковольтных электрических сетях ЭЭС, ' учитывающих особенности распространения высших.гармоник, для анализа и исследования режимов, оценки воздействия потребителей в искажение напряжения и обоснования мероприятий по нормализации уровней наряжений высших гармоник, создание на основе разработанных -алгоритмов вычислительных программ и процедур.
Для этого поставлены и решены следующие задачи, определяющие научную новизну работы:
-
Проведен анализ существующих методов расчета электрических сетей на высших гармониках, показаны их достоинства, недостатки, определены области использования.
-
Разработан алгоритм моделирования режима сложной ЭЭС на высших гармониках на основе метода баланса искажающих мощностей.
. 3. Разработаны программные .средства анализа и исследования параметров режима и свойств сетей ЭЭС на высших гармониках.
-
Разработан алгоритм оценивания состояния сложной ЭЭС на высших гармониках по данным натурных измерений.
-
На основе предложенных алгоритмов разработан программно-вычислительный комплекс "Гармоники".
Работа является частью научно-исследовательской работы, выполняемой в Сибирском энергетическом институте СО РАН.
Методы исследований. Поставленные в работе задачи решались на основе теории электрических цепей, численных методов линейной'алгебры, теории -оценивания состояния ЭЭС, методов расчета установившихся режимов ЭЭС, математического моделирования, экспериментальных исследований в реальных ЭЭС и на цифро-аналого-физическом комплексе.
Обоснованность и достоверность результатов по разработанным алгоритмам подтверждается их совпадением с данными для тестовых примеров, экспериментальными исследованиями, проведенными в ЭЭС.
-5-,
Практическая ценность. Разработанные алгоритмы и прог
раммно-вычислительный комплекс "Гармоники" позволяют решать
проблемы качества электрической энергии, связанные с высшими
гармониками, при эксплуатации, проектировании ЭЭС, э также
проводить исследования режимов на высших гармониках в слож
ных ЭЭС. . .
Апробацияработы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее части докладывались и обсуждались:
на Международном симпозиуме по энергетическим системам, ПНР, Вроцлав, 1989 г., январь;
на 2-ом Российско-китайском семинаре по методическим проблемам энергетики, Иркутск, 1991 г., август;
на Х-ой Всесоюзной научной конференции "Моделирование электроэнергетических систем 91", Каунас, 1991 г., октябрь; _
на научно-технической конференции "Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири", Иркутск, 1994 г., сентябрь.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.
Обьем и. структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 137 наименований, 4 приложений, в т.ч. материалы о внедрении. Общий-рбьем диссертации 232 стр., рисунки - 57 стр., таблицы - 23 стр., список литературы 18 стр., приложения - 29 стр.
Похожие диссертации на Разработка алгоритмов и программного комплекса для анализа высших гармоник в высоковольтных сетях электроэнергетических систем
