Об оценке статической устойчивости Амурской энергосистемы при подключении крупных потребителей

Основные задачи

Поиск путей подключения новых потребителей НПС к Амурской энергосистеме и оценка статической устойчивости.

Методика расчетов

В любой электроэнергетической системе существует проблема неравнопрочности или проблема так называемых слабых мест. Элементы энергосистемы, изменение параметров которых в наибольшей степени влияет на величины реакции энергосистемы называются слабыми местами. При утяжелении режима в системе, величина её реакции может проявляться в наибольшем отклонении параметров в одних и тех же узлах или в форме перегрузки одних и тех же связей при набросах нагрузки в разных частях ЭЭС. Такая реакция может стать решающим фактором при нарушении статической устойчивости в энергосистеме, поэтому выявление слабых мест позволяет корректно провести анализ схемно-режимной ситуации в энергосистеме и повысить скорость принятия решений при оперативном управлении ЭЭС [1].

С одной стороны, оценка влияния слабых мест энергосистемы позволяет найти способы их физического усиления, синтезировать законы управления ЭЭС, учитывающих такие места, расстановку в «слабых местах» датчиков сбора информации о состоянии ЭЭС, так как параметры режима слабых мест являются наиболее информативными. С другой стороны, наличие слабых мест может приводить к численной неустойчивости при расчёте режимов, когда относительно малым погрешностям исходных данных режима будут соответствовать большие погрешности или отклонения результатов расчёта [2].

Параметры неоднородности характеризуют «слабые узлы». Чем более неоднороден слабый узел, тем сильнее отклоняются его параметры от исходных при изменении режимов в ЭЭС. Поэтому наиболее эффективным является выбор метода утяжеление именно слабого узла. Поиск слабых узлов и расчет режимов проводился с помощью блока WEAK PLACES работающего в составе программно-вычислительного комплекса SDO-6, разработанного ИСЭМ СО РАН (г. Иркутск). Для повышения общей статической устойчивости энергосистемы был применен метод усиления слабых узлов – установка шунтирующих реакторов.

За базовый режим принят режим ЭЭС для контрольного замера характерных часов 2000 г. При утяжелении базового режима учитывались отклонения напряжения, потери мощности и угол α, с учетом количества произведённых итераций. Совокупность этих параметров дает достаточную картину для анализа режима энергосистемы. В соответствии с формулой получен коэффициент запаса по мощности:

где Pпр – предельная мощность узла, достигнутая в результате утяжеления;

P0 – исходная мощность нагрузки узла.

Это позволило оценить допустимый запас по мощности при утяжелении схемы в различных узлах [3].

Основные результаты

При оценивании статической устойчивости при различных утяжелениях:

 – найден оптимальный вариант подключения дополнительной нагрузки НПС, разбросанной по ЭЭС;

 – выявлены параметры предельного по статической устойчивости режима ЭЭС;

 – определено изминение коэффициента запаса по мощности в Амурской энергосистеме при подключении НПС.

Для выбранного оптимального варианта подключения НПС получены следующие отношения выбранных параметров в базовом и допустимом режимах:

Снижение коэффициента запаса по мощности в отличие от базового режима составило 55 %, коэффициент при этом остался на уровне допустимом по нормативам, а для самого тяжелого режима ЭЭС составил 167 %.

Вывод

Произведенные расчёты по оценке устойчивости Амурской энергосистемы в связи с подключением НПС позволили определить приемлемый режим в ЭЭС, найти оптимальный вариант подключения НПС, оценить изменение запаса статической устойчивости в реконструированной схеме.

Список источников

1. Гамм А. З., Голуб И. И., Сенсоры и слабые места в электроэнергетических системах  – Иркутск, 1996, 97 с.
2. Чемборисова Н. Ш., Пешков А. В., Методы решения задач электроэнергетики с использованием ЭВМ  –  Благовещенск: АмГУ, 2002.
3. Руководящие указания по определению устойчивости энергосистем. М: СПО Союзтехэнерго, 1999.