Оценка влияния статических характеристик нагрузки на уровень частоты сети при раздельной работе с энергосистемой
Автор: Газизова Ольга Викторовна, Нигаматуллин Руслан Миратович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 4 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
В связи с ужесточением требований к качеству электрической энергии актуальным становится оценка влияния различных факторов на основные показатели качества: отклонения напряжения и частоты сети. Одним из таких факторов являются статические характеристики различных нагрузок, которые при определенных режимах могут оказывать существенное влияние на параметры энергосистемы. В данной статье предлагается оценить влияние статических характеристик на уровень частоты сети при выходе ее на раздельную работу с энергосистемой и при различных изменениях установившегося режима, а также исследовать зависимость между коэффициентами регулирующего эффекта нагрузки и значением мощности короткого замыкания или длины питающего кабеля. Раздельная работа была взята в силу того, что в данном режиме влияние регулирующего эффекта мощной нагрузки на параметры режима становится более выраженным. Научная новизна работы состоит в составлении алгоритма, позволяющего производить уточнение отклонения частоты изолированной электроэнергетической системы с учетом и без учета СХН при изменении длины питающего кабеля в программном комплексе «КАТРАН». Основным результатом работы является выявленная практически прямая зависимость между влиянием статических характеристик нагрузки на частоту сети и удаленностью нагрузки с большой долей синхронных двигателей от источника питания при автономно работающей электроэнергетической системе. Также была оценена целесообразность учета регулирующего эффекта нагрузки при расчете электрических режимов в зависимости от рода нагрузки и расчетного значения мощности короткого замыкания.
Статические характеристики нагрузки, регулирующий эффект нагрузки, частота, напряжение, энергосистема, качество электроэнергии, режим
Короткий адрес: https://sciup.org/147234078
IDR: 147234078 | УДК: 621.311 | DOI: 10.14529/power200406
Evaluation of the effect of static load characteristics on the level of frequency during separate operations with the grid
Due to the requirements for the quality of electrical energy becoming stricter, it is now relevant to assess the impact of various factors on the main quality indicators: voltage and frequency deviations of the network. One of these factors is the static characteristics of various loads, which under certain conditions can have a significant impact on the parameters of the power system. In this article, it is proposed to evaluate the influence of static characteristics on the network’s frequency level when it enters separate operation with the power system and with various changes in the steady-state mode, and also to investigate the relationship between the coefficients of the load regulating effect and the value of the short-circuit power or the length of the supply cable. Separate operation was considered because in this mode, the influence of the regulating effect of a powerful load on the mode parameters becomes more pronounced. The scientific novelty of this study consists in an algorithm that allows refining the frequency deviation of an isolated electric power system, taking into account and without taking into account the static load characteristics when changing the length of the supply cable in the KATRAN software package. The main result of this study is the almost direct relationship revealed between the influence of static load characteristics on the network frequency and the distance of the load with a large proportion of synchronous motors from the power source in an autonomous electric power system. We also evaluated the feasibility of taking the regulatory effect of the load into account when calculating electrical modes depending on the type of load and the calculated value of the short-circuit power.
Список литературы Оценка влияния статических характеристик нагрузки на уровень частоты сети при раздельной работе с энергосистемой
- Оценка регулирующего эффекта выпрямительной нагрузки для определения параметров установившихся режимов систем электроснабжения промышленных предприятий / Н.А. Николаев, О.В. Буланова, А.В. Малафеев и др. // Изв. вузов. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 115–118.
- Панкратов, А.В. Экспериментальное определение статических характеристик нагрузки электроэнергетических систем / А.В. Панкратов, В.И. Полищук, Н.Л. Бацева // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2015. – Т. 15, № 1. – С. 11–20. DOI: 10.14529/power150102
- Определение регулирующего эффекта двигателей переменного тока с автономными инверторами / А.В. Малафеев, Ю.Н. Ротанова, В.М. Тарасов и др. // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т. 2: сб. тр. десятой Междунар. науч.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – С. 154–155.
- Influence of voltage regulating and control mode for power type load on voltage stability of load side / T. Xu, H.-Z. Kang, Z.-C. Zhang, Y.-H. Liu // Power System Protection and Control. – 2009. – Vol. 37 (22). – P. 9–12.
- Определение статических характеристик мощности нагрузок узлов сети на основе активного эксперимента / В.Ф. Кравченко, Н.В. Иванов, И.Ф. Бураков, Б.П. Золоев // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2015. – № 1. – С. 54–58.
- Определение статической характеристики крупных узлов нагрузки / А.В. Паздерин, А.А. Суворов, А.С. Тавлинцев и др. // Научное обозрение. – 2013. – № 7. – С. 77–79.
- Малафеев, А.В. Влияние регулирующего эффекта нагрузки промышленного предприятия на параметры установившегося режима / А.В. Малафеев, С.А. Ефимов, Ю.Ю. Зайцева // Материалы 65-й науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ за 2006–2007 гг.: сб. докл. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. – Т. 2. – С. 32–34.
- Готман, В.И. Единый алгоритм оценки статической устойчивости и расчет установившихся режимов энергосистем / В.И. Готман // Известия Томского политихнического университета. – 2007. – Т. 311, № 4. – С. 134–138.
- Madis Leinakse. Identification of Intra-Day Variations of Static Load Characteristics Based on Measurements in High-Voltage Transmission Network / Madis Leinakse, Hendrik Kiristaja, Jako Kilter // 2018 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe), At Sarajevo, Bosnia and Herzegovina. DOI: 10.1109/ISGTEurope.2018.8571712
- Борисов, Р.И. К единому алгоритму расчета статической устойчивости и изменений установившегося режима электрической системы / Р.И. Борисов, В.И. Готман, Ю.В. Хрущев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 1972. – Т. 227. – С. 102–113.
- Готман, В.И. Обобщенные статические характеристики электроэнергетических подсистем и их коэффициенты крутизны / В.И. Готман // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2007. – № 4. – С. 131–134.
- Вытнова, Н.И. Оценка степени влияния статических характеристик нагрузки по напряжению на расчетные параметры установившихся режимов калининградской энергосистемы в автономном режиме ее работы / Н.И. Вытнова, А.Ю. Никишин // Вестник молодежной науки. – 2018. – № 2. – С. 1–6.
- Дзюба, М.А. Метод определения статических характеристик нагрузки по напряжению c учетом ограничений по режимным параметрам и электробезопасности активного эксперимента / М.А. Дзюба, В.В. Тарасенко, А.В. Коржов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2018. – Т. 18, № 2. – С. 28–35. DOI: 10.14529/power180204
- Статические характеристики и методы расчета установившихся режимов работы синхронных двигателей / А.Н. Филатов, Е.Ю. Сизганова, В.И. Пантелеев и др. // Журнал Сибирского федерального университета. – 2015. – № 6. – С. 795–801. DOI: 10.17516/1999-494x-2015-8-6-795-801
- Tavlintsev, A. Experimental Investigation of Static Load Characteristics / A. Tavlintsev, A.V. Pazderin, A. Suvorov, P. Chusovitin // Advanced Materials Research, June 2014. Thermal, Power and Electrical Engineering III. – 2014. – Vol. 960–961. – P. 969–973. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.960-961.969
- Korunovic, L.M. The effects of normalization of static load characteristics / L.M. Korunovic, D.P. Stojanovic // 2009 IEEE Bucharest PowerTech. – 2009. DOI: 10.1109/ptc.2009.5281826
- Cтатические предельные характеристики асинхронного электропривода при частотном векторном управлении / И.Г. Однокопылов, Ю.Н. Дементьев, Ю.В. Крохта и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2018. – Т. 18, № 4. – С. 109–120. DOI: 10.14529/power180412
- Буланова, О.В. Разработка моделей электрических нагрузок для расчета установившихся режимов систем электроснабжения / О.В. Буланова, Д.В. Шорохов, А.В. Малафеев // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: тез. докл. 3-й Всерос науч.-техн. конф. – Магнитогорск: МГТУ, 2002. – С. 8.
- Анализ факторов, влияющих на статические характеристики по частоте и напряжению потребителей металлургического производства / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, О.В. Буланова и др. // Электротехнические системы и комплексы: межвуз. сб. науч. тр. – Магнитогорск, ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. – Вып. 12. – С. 138–145.
- Игуменщев, В.А. Расчет статических характеристик по частоте и напряжению потребителей металлургического производства / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, И.А. Гусева, Г.Н. Васичкин // Материалы 64-й науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ за 2004–2005 гг.: сб. докл. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. – Т. 2. – С. 101–103.
- Исследование статических характеристик потребителей металлургического производства / А.В. Малафеев, О.В. Буланова, С.А. Ефимов, Ю.Ю. Зайцева // Электротехнические системы и комплексы: межвуз. сб. науч. тр. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. – Вып. 14. – С. 169–172.
- Статические характеристики комплексной нагрузки металлургических предприятий / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, О.В. Буланова, М.Н. Степанова // Электротехнические системы и комплексы: межвуз. сб. науч. тр. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. – Вып. 15. – С. 225–228.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2019610251 Российская Федерация. Комплекс автоматизированного режимного анализа КАТРАН 10.0 / В.А. Игуменщев, М.А. Малафеев, Е.А. Панова и др.; заявитель и патентообладатель МГТУ им. Носова. – № 2018661952; заявл. 29.10.2018; опубл. 10.01.2019.
