книги / Преобразование и стабилизация параметров электроэнергии
..pdfL [ w l ( 2 n- T ,t ) ] = j - [ t - i Z ( - t ) * ' ' e - /'/,re t - e - ' 7] , |
л - 2” |
Отсвда легко получить выражение квадрата модуля спектральной плот ности, подстановка которого в выражение (8) для случая элементар ного интегрирующего звена дает
г+<лт+2#-е |
+ е |
J f. |
H rO |
1 |
( 7 + е -<*Т0 у |
у |
|||
Таким образом, в результате исследования процессов в различ ных цепях при воздействии на их вход сигналов в виде функций Уол ша получены соотношения, позволяющие определить количество Л учи тываемых аппроксимирующих базисных функций Уолша или Хаара. Вычи слены значения ослабления амплитуд и энергий сигналов - функций Уолша различных порядков при их прохождении через элементарные цепи. Показано, что учет фильтрующего действия этих звеньев позво лил существенно уменьшить требуемое число аппроксимирующих, функ ций.
1 . Хармут Х.Ф, Теория .секвентного анализа: основы и применение. - М.: Мир, 1980. - 574 с .
2 . Тисленко Г . Л ., Черницер А .В. Погрешность представления стацио
нарных случайных процессов в базисах функций Хаара, |
Уолша и |
тригонометрических функции // Радиотехника. - 4974 . |
- 29, |
й 1 0 . - С. 4 2 -1 7 . |
— |
3 . Димаров С.А. Погрешность кусочно-постоянной аппроксимации .ста ционарного случайного процесса в полосе частот базисных функ ций Фурье. Хаара и Уолша // Изв. вузов. Радиоэлектроника. - 1985. - Ж . К I . - С. 5 5 -59 .
4 . Денисов А.И., Димаров С.А. Импульсные преобразователи в систе мах электропитания. - К .: Техш ка, 4978. - 184 с .
УДК 621.316 .176
А.Б.Колесииченко
МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕШДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДО 1 КВ С УЧЕТОМ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАГРУЗОК
Предложен новый способ математического моделирования статических характеристик нагрузок, не требующий расширенной исходной инфор мации об электрической сети. Описан алгоритм расчета на основе разработанной модели, реализация которого позволяет упростить мо делирование несимметричных режимов сетей при сохранении требуемой точности.
бнижение показателей качества электроэнергии в сетях: до 1 кВ с нулевым проводом в значительной степени связано с неравномерной загрузкой фаз однофазными потребителями, отличающимися по составу и мощности. Установившийся несимметричный режим в системе электро
снабжения может характеризоваться недопустимыми уровнями отклоне ний напряжений на зажимах электроприемников (ЭП) и, следовательно,
требовать коррекции. В настоящее время предложен ряд методов повы
шения качества электроэнергии в сетях до 1 кВ |
Экономическим |
|||||
критерием, |
по которому следует |
выбирать оптимальный вариант, явля |
||||
ется минимум приведенных затрат |
3 # руб/г од: |
|
|
|
||
|
3 = ( Е 11+ р ) К + и * Н + ï , |
|
|
(1 ) |
||
где Хг |
- соответственно капитальные вложения и удельные |
затра |
||||
ты на покрытие потерь электроэнергии в рассматриваемом варианте |
||||||
оптимизации; Cf// + p ) |
- сумма нормативного коэффициента |
£н |
эффек |
|||
тивности капитальных вложений и удельных отчислений р |
на |
амортиза |
||||
цию и обслуживание; |
J W - потери электроэнергии в |
сети; |
У - еже-, |
|||
годный экономический ущерб от снижения качества электроэнергии. |
||||||
Степень достоверности результатов, полученных |
по (1), зависит |
|||||
от выбора математической модели, эквивалентирующей нагрузку. Рас четные значения активных и ре
активных нагрузок определяют
величину потерь |
электроэнергии |
|
JH f в сети и уровни напряжений |
||
в узлах, т . е . непосредственно |
||
влияют на |
стоимость покрытия |
|
потерь |
и экономичеокий |
|
ущерб У . |
В оптимизационных |
|
расчетах |
следует |
также учиты |
вать зависимость |
потребляемой |
|
электроприемником мощности от |
||
величины подведенного напряже ния. Поэтому наиболее распрост раненное в эксплуатационных расчетах представление нагрузок
в ввде лоточников тока с посто янной потребляемой мощностью в данном случае применить нельзя» ^Настоящая работа поовящена
рациональному уточнению математической модели нагрузки и описанию алгоритма расчета несимметричных режимов сетей до 1 кВ с нулевым проводом с использованием предложенной модели.
22
где ^ном ~ ^ном ^ оаГ^ ном У “ номинальная мощность электронриешшка. Как видно, функция .(4) графически изображается прямой, функ ция (5 ) - параболой (см .рис. "I) . В окрестности точки (1 ; 1 ) , обо
значающей номинальный режим, реальные статические характеристики
P(U) и 0(1/) с достаточной |
степенью |
точности могут |
быть заменены |
характеристиками T ^ âon stm |
У = con st |
соответственно. |
|
Наиболее простым способом математического моделирования зави |
|||
симостей вида ( 4 ) , (5) является замещение активной |
составляющей |
||
заданной нагрузки источником активного .тока постоянной величины
1а , |
реактивной |
составляющей - |
индуктивной проводимостью |
£ . |
При |
||
этом |
|
|
Л |
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
QftOM |
|
|
|
I |
- |
ГН0Н |
£ = |
|
|
|
|
Uном |
^ном |
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Векторная диаграмма токов и напряжений в узле для предложен |
||||||
ного |
способа моделирования нагрузок показана на рис. 2 , |
где |
рас |
||||
смотрен активно-ивдуктивныи вариант. |
|
|
|||||
Ниже изложен алгоритм расчета несимметричных режимов четырех
проводных электрических сетей с учетом статических характеристик нагрузок. В основу алгоритма положен модифицированный метод про
порциональных величин, описанный в Д / . |
|
|
|
|
|||
Рассмотрим раочет режима нераэветвленной магистрали |
с л |
на |
|||||
грузочными |
узлами, |
питающейся от источника о заданным трехмерным |
|||||
вектором напряжения |
Û0 . Исходными данными являются параметры |
|
|||||
электрической сети и номинальные величины фазных нагрузок. |
|
||||||
Согласно рио. 2 |
выражение для |
тока |
/ |
каждой фазы в |
узле |
се |
|
ти при иввестном фазном напряжении |
Ù в |
нем имеет вид |
|
|
|||
J =J a |
+ I p * |
j ( l a s i n $ |
- f p o o $ p ) щ. |
|
(6) |
||
Приступая к итерационному раочету режима магистрали, следует задаться трехмерным вектором напряжения 0 „ ъ последнем ее узле. В качестве первого приближения можно принять
Покажем последовательность расчета на произвольном /-м .итераци онном шаге. Определив модули реактивных токов т *** для каждой фа зы последнего нагрузочного* узла из выражения
УДК 6 2 1 .3 1 6 .7 2 8
Ю .В.Козлов
РЕАЛИЗАЦИЯ ВРЕМЯЗАВИСИМЫХ АЛГОРИТМОВ ФУНКЦЩШРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ компенсации
реактивной модности
Рассмотрена возможность технической реализации устройства автома тической компенсации реактивной мощности, времязависимый алгоритм которого обеспечивает оптимальные уровни реактивной мощности в трехфезных сетях промышленных предприятий для различных суточных интервалов времени,
В настоящее время для обеспечения требуемых показателей качества
электроэнергии принят рад нормативно-технических документов ,
2/, регламентирующих определенные уровни реактивной мощности (РМ) на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей. При этом требуемые уровни РМ определяются с учетом степени загруз ки сетей промышленных предприятий по времени суток. Последнее об
стоятельство значительно усложняет задачу построения устройств ai
томатической компенсации РМ, поскольку подобные устройства должнь обеспечивать различные алгоритмы функционирования для отдельных суточных интервалов времени.
В данной статье рассматривается возможность технической реа-
.лизации системы автоматического управления устройства компенсация
РМ, времязависимый алгоритм работы которого позволяет поддержи вать регламентируемые уровни РМ круглосуточно.
На рис. 1 приведена структурная схема устройства, состоящего
из датчика реактивной мощности (ДРМ), таймера |
( Т) , блока коррекц! |
( ШР) , аналогового сумматора (АС), пороговых |
элементов включения |
(ПЭВ) и отключения (ПЭО), блока логики (ЕЛ), коммутатора (К) и
конденсаторных батарей (К Б). |
|
|
Рассмотрим работу данного устройства. На прямой |
вход |
су» |
матора непрерывно поступает сигнал УЛРМ, формируемый датчиком |
ре |
|
активной мощности (пример реализации которого приведен в /§/) лр»
порционально величине РМ в сети . На инверсный |
вход сумматора |
с выхода блока коррекции поступает сигнал |
, величина которого |
определяется требуемыми уровнями РМ и величиной мощности ступени регулирования. На рис. 2 , а для примера показаны три временных ин тервала, для которых заданы требуемые уровни остаточной РГЛ в сетг
^ГР7> 4ТР2 » |
втрЗ в |
|
Предположим, что на каэдом суточном интервале ГМ должна удог |
||
летворять следующим условиям: |
|
|
ISBN |
5 -1 2 -0 0 1 0 1 0 -5 . Преобраз, и .стабилизация |
параметров |
26 |
электроэнергии. - |
Киев, 1 9 9 0 . |
1 . |
6 |
ч |
... 13 |
ч |
|
Q( t ) |
< |
Qfp j , |
(1) |
||
2 . |
13 |
ч |
. . . |
20 |
ч |
|
Q (t) |
< |
Qrp2 , |
(2) |
|
3 . |
20 |
4 |
. . . |
24 |
ч; |
0 |
ч . . . |
6 |
ч |
Q ( t ) > 9Tp3 |
(3) |
Поскольку конденсаторные установки регулируются ступенчато, |
|||||||||||
последние условия преобразуются к виду |
|
||||||||||
1 . |
9 гр1 |
- |
9' < 9 ( t ) |
< Qrp |
, |
j |
|
(4) |
|||
2 . |
9Грг |
~ 9' < 9 ( t ) |
< 9трг |
> |
(5 ) |
||||||
3 . |
9 Tp J f |
< |
в I t ) |
< 9 TJ>3 |
t |
Q < |
(6 ) |
||||
Здесь |
Qr - величина PM, соответствующая мощности ступени.Кор |
|
ректирующее напряжение |
UK0P ир каждом временном интервале пропор |
|
ционально |
значению РМ, |
стоящему в левой части последних неравенств. |
Например, |
для первого интервала икрр ^ 4 гр 7 - 4 '* |
|
4*1
Рис. Ï
Таймер, в качестве которого может быть использовано реле вре мени типа 2РВМ, формирует управляющие сигналы в соответствии с вы деленными временными интервалами. Выходные сигналы таймера подают ся на блок коррекции и определяют различные уровни йР0Р% задавае мые с помощью набора резистивных делителей. На выходе сумматора формируется напряжение (/£ :
|
^АРМ * |
'хор |
|
(7) |
|
На рис. 2 ,6 в масштабе реактивной мощности приведен примерный |
|||||
суточный график изменения ид р м , UKQp, ив |
без учета |
срабатываний |
|||
устройства. Сигнал |
подается на входы |
пороговых |
элементов вклю |
||
чения и отключения, условиями срабатывания которых являются |
|||||
|
для ПЭВ |
Uv |
> о „ ; |
|
(8 ) |
|
для ПЭО |
Ов < "по |
|
W |
|
где Un8 й Ум - напряжения порогов включения и отключения секций ковденсаторных батарей соответственно. Выходные сигналы пороговых элементов и сумматора определяют работу блока логики, в качестве которого может быть использована схема /47. Логичеашй блок выра-
27
батывает код подключаемых к сети конденсаторных батарей, управля ющий состоянием коммутатора. Если выходной сигнал сумматора нахо дится в зоне нечувствительности
ипл |
< U^ |
< U„ |
/ |
(iO) |
"по |
Z7 |
/7/ |
|
|
срабатывания устройства не |
происходит. |
|
|
|
Предположим, что на интервале времени t§ -rtr в |
сети должен |
|||
поддерживаться уровень РМ, удовлетворяющий услов™ |
( 6 ) . В началь |
|||
ный момент |
времени t0 сигнал на выходе |
сумматора |
Ug удовлетворя |
|
ет условию |
(Ï 0 ) и устройство находится |
в состоянии |
ожидания. Ха |
|
рактер изменения величины ГМ на интервале |
(рис. 2 , в) не при |
|||
водит к срабатыванию устройства. Предположим, что с момента време ни до ts уровень РМ в сети должен соответствовать условию ( 4 ) . В этом случае таймер формирует сигнал, который обеспечивает выра ботку соответствующего значения i/xofi блоком коррекции. Резкое уве личение l/ц приводит к срабатыванию порогового элемента включения
и |
соответственно к выработке логическим блоком кода, |
по которому |
к |
сети будет подключено необходимое число (в данном |
случае семь) |
ступеней КБ (рис. 2 , г ) . В моменты времени £ и возрастание уровня РМ вызывает подключение еще двух ступеней КБ аналогичным образом, В момент времени ^ выполняется условие (9 ) и срабатыва ние порогового элемента откпючейия приводит к отключению ступени КБ.
Начало третьего суточного интервала (момент времени |
£ у ) |
со |
|||
провождается формированием нового |
значения UKûp на выходе |
блока |
|||
коррекции. При этом уменьшается |
^ |
, что обусловливает отключение |
|||
еще двух ступеней КБ. |
|
|
|
|
|
В соответствии с приведенным описанием в момент времени |
^ |
||||
отключается, а в. момент |
t?\ подключается ступень КБ, обеспечивая |
||||
при этом выполнение условия (5) |
на данном временном интервале. |
|
|||
В момент времени tg |
(начало |
первого из выделенных суточных |
|||
интервалов) после очередного срабатывания блока коррекции на его выходе устанавливается соответствующий уровень . При этом 1/^
уменьшается и функционирование устройства аналогично описанному для моменту времени t^ 9 В результате будут отключены четыре сту
пени КБ.
В моменты времени £ и tlQ изменение РМ приводит к отключе нию всех КБ и устройство возвращается в исходное состояние, соот ветствующее моменту времени t 0 . Изменение уровня остаточной РМ при этом удовлетворяет требованиям ( 6 ) ,
Таким образом, в рассмотренном устройстве реализуется при нцип управления секциями КБ по сигналу, который характеризует не
29
только (Задано РМ трехфазной сети, но и отепень ее загруженности
технологическими нагрузками промышленных предприятий в течение
суток. Это позволяет при достаточной простоте технической реали
зации подобного устройства обеспечить оптимальные уровни РМ,удов летворяющие требованиям энергосистемы.
4 . |
Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение каче |
||||
|
ства |
электроэнергии. - М. : Энергоатомиздат, 4 9 8 5 . - *164 с . |
|||
2 . Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора. - |
М .: Энергоатом |
||||
3 . |
издат, 4986 . - 326 с . |
Козлов А .В. Система |
автоматическо |
||
Зощенко А . В . , Третьяк В . Т . , |
|||||
|
го управления установкой компенсации реактивной мощности для |
||||
. |
сетей с несимметричной нагрузкой // Повышение качества элект- |
||||
оической энергии. - |
Киев : Паук, думка, 4983, - |
С. 9 9 -1 0 5 , |
|||
4 . А . с . |
1272401 СССР, |
МКН3Н04 В |
3/48. Устройство для компенсации |
||
|
реактивной мощности / АЛС.Швдловский. Г,А.Москаленко, Ю.В.Коз- |
||||
|
лов |
и др . - Оцубл. l o . 0 S . 8 6 . |
Бюл, №4 3 . |
|
|
УДК 6 2 4 .3 1 1 .0 1 6
В.О.Олянишин, О.Н.Джима, О.Г.Шполянский
ПЛАНИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ
ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Рассмотрены вопоооы разработки программного обеспечения для реше ния задач планирования оптимальных режимов в городских электриче ских сетях, ориентированного на применение мини-ЭВМ.
Важнейшей целью деятельности всех электроэнергетических предприя
тий является надежное, бесперебойное снабжение потребителей элек
троэнергией надлежащего качества в соответствии с действующими
нормативами. В настоящее время непрерывный рост производства элек
троэнергии, усложнение электрических сетей, возрастание требова
ний надежного электроснабжения потребителей делают неизбежным ко
ренное обновление технических средств и методов управления произ
водством, распределением и преобразованием электроэнергии. Для этого в настоящее время широко используются системы ЭВМ. На базе
ЭВМ созданы и успешно эксплуатируются автоматизированные системы
контроля и управления энергообъектими различных иерархических
уровней. В данной работе рассмотрены вопрооы применения ЭВМ типа
СМ-4 для планирования оптимальных режимов городских электрических
сетей .
Работы по планированию оптимальных режимов городских сетей
проводятся службами производственно-технических предприятий на основании информации, предоставляемой сетевыми предприятиями. Ре