Рисунок 2 – Виды компенсации реактивной мощности (Выполнено в Gif_Animator, объемом - 73,2 кб, состоит из 7 слайдов, 7 циклов повторений, частота смены кадров: 1-й, 2-й - 0,75с; 3-й - 6-й - 1с; 7-й - 2с)

          Использование конденсаторных установок позволяет:

           - разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

           - снизить расходы на оплату электроэнергии;

           - при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;

           - подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

           - сделать распределительные сети более надежными и экономичными.

          В своих магистерских работах [5] и [6], магистры Солоденко Е.А. и Савенков К.Г., под руководством доц. каф. ЭПГ Погребняк Н.Н., предложили алгоритм выбора оптимального места размещения конденсаторных батарей (КБ) и целесообразности использования синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности. Для решения исследуемой задачи была составлена функция расчета приведенных затрат в сети электроснабжения промышленного предприятия с применением компенсации реактивной мощности КБ, которые подключены к шинам главной понижающей подстанции (ГПП), распределительного пункта (РП), цеховых трансформаторных подстанций (ЦТП) напряжением 0,4 кВ, высоковольтными синхронными двигателями (СД), подключенными к РП или ГПП.

          Расчет приведенных затрат выполняется на основе результата выбора мощностей ЦТП, сечений кабельных ЛЭП, фактической схемы сети электроснабжения промышленного предприятия, ограничений в генерации реактивной мощности синхронными двигателями по условиям нагрева обмоток ротора и статора, потерь электроэнергии в КБ и СД. Для проведения этих расчетов разработаны соответствующие вспомогательные функции.

          Приведенные затраты на сеть внутреннего электроснабжения являются функцией многих переменных – мощностей КБ, подключенных к узлам сети (РП, ГПП, шины 0,4 кВ ЦТП) и реактивных мощностей, генерируемых высоковольтными СД. Для поиска минимума функции приведенных затрат вначале определяются начальные приближения, далее численными методами определятся оптимальные значения реактивных мощностей, генерируемых синхронными двигателями и конденсаторными батареями, при которых приведенные затраты минимальны.

          Далее осуществляется выбор комплектных конденсаторных установок и расчет напряжений в узлах электрической сети с учетом компенсации реактивной мощности.

          Недостатком предложенного подхода является использование устаревшего экономического критерия (приведенные затраты) и сложность расчета при поиске минимума функции приведенных затрат.

Алгоритм решения

          В работе предполагается, опираясь на имеющийся опыт и алгоритмы, предложить новое решение задачи. В качестве экономического критерия будет принята чистая текущая стоимость (интегральный экономический эффект). Кроме того, поиск оптимального способа компенсации реактивной мощности будет выполняться как в целом для всей сети внутреннего электроснабжения предприятия, так и для отдельных узлов и участков сети. Разработанные алгоритмы могут применяться не только для оптимизации компенсации реактивной мощности, но и для выбора оптимальной схемы распределения электроэнергии по территории предприятия. Вопрос адаптации программы для этой цели также будет рассматриваться.

          Исходные данные, необходимые для решения поставленной задачи, промежуточные и окончательные результаты расчетов будут храниться в двух массивах: данные по сети и данные по синхронным двигателям. Эти массивы передаются в отдельные функции и возвращаются ими, пополненные результатами расчетов. Таким образом, в них после выполнения расчета и ходе оптимизации, содержится полная информация по сети, начиная с нагрузок отдельных участков и узлов, заканчивая выбранными трансформаторами, кабелями, потерями электроэнергии в них, стоимостью выбранного оборудования, требуемыми мощностями конденсаторных батарей, результатами выбора комплектных конденсаторных установок [7,9,11].

          Разработанная программа позволяет выполнять расчет для сети промышленного предприятия любой конфигурации. Это достигается благодаря разработанному простому и наглядному способу представления схемы электроснабжения и алгоритму ее анализа. Для представления схемы электрической сети используются вложенные массивы. Для этого схема сети задается специальной матрицей. Эта матрица состоит из двух столбцов и может содержать вложенные массивы. Для обозначения элементов сети используются коды: 0 – ГПП, от 1 до 99 – ТП, больше 99 – РП. Информация про участки электрической сети в матрице, которая описывает схему соединений, записывается в строках. Для радиальной ЛЭП, которая питает ТП в первом столбце содержится вектор, элементы котрого являються кодами ТП, записанными в порядке соединения в магистраль, в другом столбце для магистрали, как и для ТП, записывается 0. Для РП в первом столбце записывается код РП, во втором – матрица, которая описывает участок сети, подключенной к РП и которая имеет структуру, аналогичную исходной матрице, так как к РП могут подключатся потребители с номинальным напряжением 10 кВ, магистральные и радиальные ЛЭП, которые питают ТП и другие РП [8,10].

Выводы

          Новизна данной работы заключается в комплексном подходе к решению задачи компенсации реактивной мощности. Предлагается методика и программа выбора оптимального размещения и выбора мест подключения источников реактивной энергии в сети электроснабжения промышленного предприятия любой конфигурации.

          Составленная программа обеспечивает выбор оптимального размещения конденсаторных батарей в сети промышленного предприятия и целесообразный уровень компенсации реактивной мощности по критерию чистой текущей стоимости.

          Программу можно использовать для выбора оптимальной схемы электроснабжения промышленного предприятия с учетом компенсации реактивной мощности.

           При написании данного автореферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение в декабре 2010 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Литература

          1. Конденсаторные установки. Особенности компенсации реактивной мощности в сетях промышленных предприятий http://n-tel.com.ua/nov1.html

          2. Нурбосынов Д.Н., Табачникова Т.В., Гарифуллина А.Р., Смирнова С.И. Оптимальная компенсация реактивной мощности в электротехнических комплексах нефтегазодобывающего предприятия // Промышленная энергетика 2010- №2. С. 40 - 41.

          3. Лоскутов А.Б., Еремин О.И. Многоцелевая оптимизация компенсации реактивной мощности в электрических сетях //Промышленная энергетика 2006 – №6. С. 39 – 41

          4. Реактивная мощность, способы и виды (средства) компенсации реактивной мощности http://www.nucon.ru/reactive-power/reactive-power-and-types-of-compensation.php

          5. Солоденко Е.А. Оптимизация компенсации реактивной мощности в электрической сети промышленного предприятия http://masters.donntu.ru/2008/eltf/solodenko/diss/index.htm

          6. Савенков К.Г. Оптимизация компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения промышленного предприятия http://www.masters.donntu.ru/2009/eltf/savenkov/diss/index.htm

          7. Рогальский Б. С., Праховник А.В., Божко В.М. Концепція компенсації реактивної потужності в електричних мережах споживачів та енергопостачальних компаній //Промелектро 2006 - №3. С. 4 – 5.

          8. Овчаренко А.С., Розинский Д.И. Повышение эффективности электроснабжения промышленного предприятия. – Киев: Техника, 1989. – 206с.

          9. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей / И. А. Сыромятников. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 240с.

          10. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет / А.С. Овчаренко, М. Л. Рабинович, В.И. Мозырский, Д.И. Розинский. – К.: Техніка, - 1985. – 279 с.

          11. Рогальський Б. С., Завальнюк Г. Б., Кузьменко М. В., Грицюк Ю. В. Використання синхронних двигунів для забезпечення технічних значень вхідних реактивних потужностей, заданих енергопостачальною компанією. // Промышленная энергетика. – 2006. – № 6. – С. 54 – 58.