Керування режимами розподільних електричних мереж міст на основі гнучких систем

7. Розроблено методологічні основи моделювання параметрів і режимів ВДТ в умовах глибокого насичення та нелінійності магнітної системи й електронних елементів. Встановлено основні закономірності зміни модуля, фази та гармонічного складу ЕРС і струмів в обмотках ВДТ, опрацьовано інженерні методи оцінки рівня спотворень, що вносяться ВДТ в розподільну мережу.

8. Опрацьовано методологію синтезу ВДТ з заданими властивостями. Здійснено аналіз впливу енергетичного, масо-габаритного, якісного та надійнісного критеріїв. Запропоновано методику багатокритеріальної оптимізації структур і параметрів ВДТ.

9. Розроблено структуру гнучкої системи керування режимами розподільних мереж міст, яка забезпечує багаторівневе двоканальне автоматизоване керування режимами розподільних мереж міст без втрати цілісності СЕП, її внутрішніх і зовнішніх зв'язків.

10. Основні наукові та практичні результати роботи, розроблені алгоритми, методи та технічні засоби керування режимами РМ міст впроваджено в експлуатацію в діючі розподільні мережі, а також використано в навчальному процесі ХДАМГ та інших ВНЗів України і Росії. На силові схеми, схеми та способи керування ВДТ і регулювання напруги в мережах, розроблені за результатами досліджень, отримано авторські свідоцтва і патенти України та Росії. Підтверджений економічний ефект від впровадження результатів досліджень складає 624774,3 грн.

основні публікації за темою дисертації

1. Говоров Ф.П., Папко М.А. Регулирование напряжения в электрических сетях с помощью вольтодобавочных трансформаторов с тиристорным управлением. - Киев: Техника, 1994. - 86 с.

2. Говоров П.П., Сендерович Г.А., Соколов В.Ф., Харченко В.Ф., Школьніков В.І., Папко М.А. Релейний захист і автоматика в системах електропостачання. - К.: ІЗМН, 1996. - 228 с.

3. Говоров Ф.П., Толкунов В.П. Магнитные потоки и индуктивности вольтодобавочного трансформатора //Электротехника. - 1995. - № 5. - С. 21-25.

4. Говоров Ф.П. Комплексная оптимизация режимов систем электроснабжения городов. - Промышленная энергетика. - 2000. - № 5-6. - С. 24-26.

5. Говоров Ф.П. К вопросу об оптимизации регулирования напряжения в городских электрических сетях. - Промышленная энергетика. - 1997. - № 12. - С. 20-25.

6. Говоров Ф.П. Комплексное решение вопросов регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности в городских распределительных сетях 6-10/0,4 кВ. - Промышленная энергетика. - 1995. - № 1. - С. 26-28.

7. Говоров Ф.П., Папко М.А. О коэффициенте мощности в городских распределительных сетях 6-10/0,4 кВ. - Промышленная энергетика. - 1995. - № 4. - С. 43-47.

8. Власов К.П., Говоров Ф.П., Папко М.А. К вопросу об экономии электрической энергии в системах электроснабжения городов. - Промышленная энергетика. - 1998. - № 8. - С. 4-7.

9. Власов К.П., Говоров Ф.П., Абусиси Д.М., Воронкова Т.Б. Повышение электромагнитной совместимости потребителей городских электрических сетей. - Промышленная энергетика. - 1997. - № 1. - С. 39-42.

10. Власов К.П., Говоров Ф.П., Папко М.А. Применение вольтодобавочных трансформаторов для повышения качества электрической энергии в распределительных сетях. - Промышленная энергетика. - 1995. - № 7. - С. 38-41.

11. Власов К.П., Говоров Ф.П. Оптимизация качества энергии в городских электрических сетях // Изв. ВУЗов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. - 1997. - № 3-4. - С. 23-26.

12. Говоров Ф.П. Автоматизация управления качеством энергии в городских распределительных сетях // Изв. ВУЗов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. - 1995. - № 3-4. - С. 49-51.

13. Говоров Ф.П. Особенности схемы замещения и характеристики электромагнитных процессов в вольтодобавочном трансформаторе с концентрическим расположением обмоток на двух стержнях // Изв. ВУЗов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. - 1996. - № 7-8. - С. 40-45.

14. Говоров Ф.П. Схема замещения и параметры вольтодобавочного трансформатора // Изв. ВУЗов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. - 1988. - № 8. - С. 21-25.

15. Говоров Ф.П. Повышение качества управления режимами работы систем электроснабжения городов // Изв. ВУЗов. Электромеханика. - 1997. - № 1-2. - С. 127-128.

16. Власов К.П., Говоров Ф.П. Оптимизация структуры и режимов работы городских электрических сетей // Изв. ВУЗов. Электромеханика. - 1997. - № 1-2. - С. 126-127.

17. Говоров Ф.П., Толкунов В.П. Расчет сопротивления рассеяния вольтодобавочного трансформатора // Изв. ВУЗов. Электромеханика. -

1988. - № 7. - С. 50-56.

18. Власов К.П., Говоров Ф.П. К вопросу о регулировании напряжения в городских электрических сетях 6-10/0,38 кВ // Изв. Вузов. Электромеханика. - 1996. - № 3-4. - С. 48-49.

19. Говоров Ф.П., Перепеченный А.Т., Перепеченный В.А. Определение потерь электрической энергии в сетях на различных временных интервалах // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 15. - К.: Техника, 1998. - С. 123-125.

20. Говоров Ф.П. Проблемы повышения качества напряжения в городских электрических сетях наружного освещения // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 1. - К.: Техника, 1992. - С. 23-31.

21. Говоров Ф.П. Управление качеством электрической энергии в системах наружного освещения городов // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 10. - К.: Техника, 1997. - С. 106-110.

22. Говоров Ф.П. К вопросу о надежности работы преобразователей напряжения в электрических сетях 6-10/0,4 кВ // Повышение эффективности и надежности систем городского хозяйства: Зб. наук.праць: - К.: ИСИО, 1994. - С. 125-129.

23. Говоров Ф.П. Статистическая модель коэффициента мощности в городских распределительных сетях 6-10/0,4 кВ // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 4. - К.: Техника, 1995. - С. 23-24.

24. Говоров Ф.П., Перепеченый В.А. О влиянии несимметрии нагрузки на допустимую потерю напряжения в распределительной сети // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 11. - К.: Техника, 1997. - С. 125-126.

25. Говоров Ф.П., Папко М.А. Экспериментальные исследования режимов работы и параметров вольтодобавочного трансформатора // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 3. - К.: Техника, 1994. - С. 89-95.

26. Говоров Ф.П., Костенко А.П., Абусиси Д.М. Особенности работы вольтодобавочного трансформатора с тиристорным ключом на первичной стороне // Повышение эффективности и надежности систем городского хозяйства: Зб. наук.праць: - К.: ИСИО, 1995. - С. 89-92.

27. Говоров Ф.П., Авенайке Адессине. Неискажающий широкодиапазонный регулятор напряжения для сетей наружного освещения // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 2. - К.: Техника, 1993. - С. 94-100.

28. Говоров Ф.П., Перепеченый В.А. К вопросу о регулировании на-

пряжения в распределительных электрических сетях // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 11. - К.: Техника, 1997. - С. 109-111.

29. Говоров Ф.П., Перепеченый А.Т., Воропай В.Г., Абусиси Д.М. Проектный синтез систем электроснабжения городов на основе графиков нагрузок потребителей // Коммунальное хозяйство городов: респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 7. - К.: Техника, 1997. - С. 74-76.

30. Говоров Ф.П., Милосердов В.Б., Абусиси Д.М. Повышение надежности работы регулятора напряжения на базе вольтодобавочного трансформатора с тиристорным управлением // Повышение эффективности и надежности систем городского хозяйства: Зб. наук.праць: - К.: ИСИО, 1995. - С. 79-83.

31. Говоров Ф.П., Гаряжа В.Н. Абусиси Д.М. Регулирование напряжения в электрических сетях с помощью полупроводниковых ограничителей напряжения // Повышение эффективности и надежности систем городского хозяйства: Зб. наук.праць: - К.: ИСИО, 1995. - С. 98-102.

32. Говоров Ф.П., Олейник Е.М. Папко М.А. О компенсации реактивной мощности в городских распределительных сетях 6-10/0,4 кВ. - Энергетика и электрификация, 1995, № 6. - С. 36-41.

33. Говоров Ф.П., Толкунов В.П. Особенности расчета магнитной индукции в вольтодобавочном трансформаторе // Электромашиностроение и электрооборудование. - К.: Техника, 1983, № 37. - С. 120-125.

34. Говоров Ф.П. Регулирование напряжения в сетях с помощью фазопереключаемых вольтодобавочных трансформаторов // Весник Харьков.госуд.политехн. ун-та, 1999, № 75. - С. 126-130.

35. Говоров Ф.П. Классификация вольтодобавочных трансформаторов с тиристорным управлением // Коммунальное хозяйство городов: Респ. межвед. научно-техн. сб. Вып. 8. - К.: Техника, 1997. - С. 101-104.

36. Говоров Ф.П. Оптимизация управления режимами распределительных электрических сетей //Сб. наук.праць Донецького держ.техн. ун-ту. Серія “Електротехніка і енергетика”, вип.21: Донецьк: ДонДТУ, 2000, № 6. - С. 64-67.

37. Говоров Ф.П. К вопросу о регулировании напряжения в городских электрически сетях // Энергетика и электрификация, 1999. - № 6. - С. 11-13.

38. Говоров Ф.П., Перепеченый В.А. Формирование линий 0.38 кВ в районах малоэтажной застройки // Вестник Харьков. госуд. политехн. ун-та, 2000, № 62. - С. 105-108.

39. Говоров Ф.П. Режим напряжения и эффективность наружного освещения // Наука и техника в городском хозяйстве. - К.: Будівельник,

1987. Вип. 67. - С. 30-34.

40. Пат. 2126987 России, GO 5 F 1/30. Стабилизатор переменного напряжения // Ф.П.Говоров (Украина) Харьковская государственная академия городского хозяйства. - 97104328; Заявл. 05.03.97; Опубл. 27.02.99. БИ. № 6. - 10 с.

41. Пат. 2139563 России, GO 5 F 1/30. Стабилизатор переменного напряжения // Ф.П.Говоров (Украина) Харьковская государственная академия городского хозяйства. - 97103380; Заявл. 05.03.97; Опубл. 10.10.97. БИ. № 28.

42. Пат. 15174А України, GO 5 F 1/30. Стабілізатор змінної напруги // П.П.Говоров, М.А.Папко, В.М.Гаряжа (Україна); Харківська державна академія міського господарства. - № 950419158; Заявл. 25.04.95; Опубл. 30.06.97. БИ. № 3. - 2 с.

43. Пат. 15343А України, GO 5 F 1/30. Стабілізатор змінної напруги // П.П.Говоров, М.А.Папко, В.М.Гаряжа (Україна); Харківська державна академія міського господарства. - № 95041913; Заявл. 25.04.95; Опубл. 30.06.97. БИ. № 3. - 2 с.

44. Пат. 1820943 СССР, GO 5 F 1/30. Устройство для регулирования переменного напряжения //Ф.П.Говоров, М.А.Папко, А.П.Костенко, В.Н.Гаряжа (СССР); Харьковский институт инженеров городского хозяйства. - № 4873048; Заявл. 11.10.90; Опубл. 07.06.93. БИ. № 21. - 12 с.

45. Пат. 18437. Україна, GO 5 F 1/20. Стабілізатор змінної напруги // П.П.Говоров, М.А.Папко (Україна); Харківська державна академія міського господарства. - № 95321140; Заявл. 13.08.91; Опубл. 25.12.97. Бюл. № 6.

46. Пат. 1804644. СССР, GO 5 F 1/20. Стабилизатор переменного напряжения // Ф.П.Говоров, М.А.Папко (СССР); Харьковская государственная академия городского хозяйства. - № 5013997; Заявл. 13.08.91; Опубл. 23.03.93. Бюл. № 11.

47. Позитивне рішення про видачу патенту України, HO J 3/12. Спосіб регулювання напруги електричної підстанції // П.П.Говоров (Україна); Харківська державна академі міського господарства. Заявл. 20.12.94; Опубл. 12.09.97. Бюл. № 6.

48. Позитивне рішення про видачу патенту України, GO F 1/30. Стабілізатор змінної напруги // П.П.Говоров, Д.М.Абусісі (Україна); Харківська державна академія міського господарства. - № 98074112; Заявл. 28.07.98; Опубл. 27.01.2000.

49. Говоров Ф.П. Автоматизация управления режимами распределительных электрических сетей //Сб. докладов международ. научн. техн.конф. “Управление режимами работы объектов эл.систем-2000”, Донецк, ДонГТУ, 2000, - С. 25-26.

50. Говоров Ф.П., Довгалюк О.Н. Ретроспективный анализ режимов напряжения в системах электроснабжения городов и промышленных предприятий //Ефективність та якість електропостачання промислових підприємств: Зб. праць IV Міжнародної наукової конференції. - Маріуполь, 2000. - C. 141-145.

51. Говоров Ф.П. Применение гибких систем для повышения эффективности работы распределительных электрических сетей городов и промышленных предприятий // Ефективність та якість електропостачання промислових підприємств: Зб. праць IV Міжнародної наукової конференції. - Маріуполь, 2000, с. 195-199.

52. Говоров Ф.П. Энергосбережение в системах наружного освещения //Управління енерговикористанням: Доповіді 2-ої Міжнародної науково-практичної конференції. - Львів, 1997. - С. 48-49.

53. Говоров Ф.П. Энергосберегающая технология передачи и распределения электрической энергии в системах электроснабжения городов // Управління енерговикористанням: Доповіді 2-ої Міжнародної науково-практичної конференції. - Львів, 1997. - С. 48-49.

54. Говоров Ф.П. Оптимизация режимов работы и параметров систем электроснабжения городов //Современные технологии экономического и безопасного использования электроэнергии: Доклады международной научно-технической конференции. - Днепропетровск, 1997. - С. 24-27.

55. Говоров Ф.П. Оперативное управление режимами работы систем электроснабжения городов //Современные технологии экономического и безопасного использования электроэнергии: Доклады международной научно-технической конференции. - Днепропетровск, 1997. - С. 20-24.

56. Говоров П.П., Власов К.П., Рудницький Л.М. Математична модель вольтододавального трансформатора //Математичне моделювання в електричній техніці й електроенергетиці: Матеріали I Міжнародної науково-технічної конференції. - Львів, 1995. - С. 22-23.

57. Говоров П.П. Енергозберігаюча система передачі і розподілу електричної енергії // Системи транспортування, контролю якості та обліку енергоносіїв: Матеріали I-ої Міжнародної науково-практичної конференції. - Львів, 1997. - С. 11-12.

58. Говоров П.П. Контроль і управління якістю енергії в системах електропостачання міст // Системи транспортування, контролю якості та обліку енергоносіїв: Матеріали I-ої Міжнародної науково-практичної конференції. - Львів, 1997. - С. 24-25.

59. Говоров Ф.П., Довгалюк О.Н. учет вероятностного характера нагрузки при управлении режимами напряжения городов // Электроснабжение, электросбережение и электроремонт: Материалы Федеральной научно-техн. конф. - Новомосковск, 2000. - С. 31-32.

60. Говоров Ф.П., перепеченный В.А. Использование математических моделей распределительных сетей при их предпроектной оценке // Электроснабжение, электросбережение и электроремонт: Материалы Федеральной научно-техн. конф. - Новомосковск, 2000. - С. 59-60.

анотації

Говоров П.П. Керування режимами розподільних електричних мереж міст на основі гнучких систем. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.14.02 - електричні станції, мережі і системи. - Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2001.

Дисертацію присвячено проблемам керування режимами розподільних електричних мереж міст, що працюють в умовах низької кореляції графіків напруги та реактивної потужності. В дисертації розвинуто методологію дослідження режимів таких мереж, запропоновано та обгрунтовано нову структуру гнучких систем, побудовану на основі фазоперемикаємих вольтододавальних трансформаторів (ВДТ) з електронним керуванням, вперше досліджено роботу трансформатора сумісно з розподільними мережами міст в умовах живлення його первинної обмотки від джерел напруги, а вторинної від джерела струму. Запропоновано критерії, параметри, методи та способи керування режимами розподільних мереж з ВДТ, структуру та параметри гнучких систем.

Основні результати роботи впроваджено в практику експлуатації та проектування розподільних мереж міст.

Ключові слова: розподільна мережа, гнучка система, оптимізація, фазоперемикаємий вольтододавальний трансформатор.

Говоров Ф.П. Управление режимами распределительных электрических сетей городов на основе гибких систем. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.02 - электрические станции, сети и системы. - Национальный университет “Львивська политэхника”, Львов, 2001.

Диссертация посвящена проблемам управления режимами распределительных сетей городов, которые содержат гибкие системы переменного тока и работают в условиях низкой корреляции графиков напряжения и реактивной мощности. В диссертации получила развитие методология исследования таких сетей, предложены и теоретически обоснованы новые критерии и параметры оценки эффективности их функционирования, впервые исследованы режимы сетей в условиях неопределенности среды и нестационарности процессов в них.

Выполнен анализ опыта применения гибких систем в электрических сетях различного назначения. Сформулированы требования к гибким системам, работающим в составе распределительных сетей городов. Установлено, что они должны обеспечивать возможность несвязанного управления режимами напряжения и реактивной мощности при сохранении целостности системы электроснабжения, ее внутренних и внешних связей. Показано, что рассмотренным условиям соответствует использование в качестве активного элемента фазопереключаемого вольтодобавочного трансформатора (ВДТ) с электронным управлением. Исследованием энергетических процессов в сетях обоснована возможность управления с помощью ВДТ режимами напряжения и реактивной мощности. Предложены способы и схемы управления режимами распределительных сетей, основанные на изменении величины и характера передаваемой ВДТ мощности на интервале полупериода.

Исследованы энергетические процессы в сетях с ВДТ с учетом междуфазного обмена энергией. Сформулированы требования к силовым схемам, методам и способам регулирования и управления. Показано, что параметры схем должны выбираться с учетом схемы соединения обмоток, параметров питающей и распределительной сетей. На основании применения вектора Пойнтинга получены уравнения электромагнитной мощности ВДТ. Его использование при исследовании работы ВДТ в различных режимах позволяет определить условия эффективной работы ВДТ и, соответствующие им, методы и способы регулирования и управления.

Предложены методы оценки влияния ВДТ на режимы распределительных сетей и уровень вносимых искажений. Приведены алгоритмы управления, обеспечивающие минимум искажений сети. разработаны способы и схемы, реализующие разработанные алгоритмы.

Разработаны схемные и математические модели ВДТ, осуществляющие учет влияния сети на его параметры и режимы. Предложена методика учета глубокого насыщения, а также нелинейности магнитной системы и электронных ключей. Обоснована необходимость применения степенного ряда Тейлора для описания процессов в ВДТ. Исследована работа ВДТ в статических и квазистатических режимах. Установлена необходимость учета массогабаритного, энергетического, надежностного и экономического показателей.

Выполнен анализ режимов распределительных сетей городов. Установлена нестационарность и высокий уровень неопределенности процессов в них, вызванных большим числом и слабой предсказуемостью поведения элементов СЭС в сочетании с пространственной и временной распределенностью процессов. Разработаны методологические основы моделирования режимов СЭС. Предложены необходимые и достаточные условия оценки их стационарности. С учетом высокого уровня неопределенности исходных данных осуществлено развитие метода экспертных оценок для интегральной оценки показателей качества энергии.

Обоснована необходимость учета социального и экологического факторов при управлении режимами распределительных сетей городов. Разработана методика многокритериальной оптимизации режимов СЭС городов. Установлена необходимость пространственного и временного распределения управляющих воздействий.

Обоснована необходимость применения многоуровневых многоканальных распределенных структур, обеспечивающих наиболее высокий уровень эффективности и качества работы распределительных сетей. Предложены схемы и алгоритмы, обеспечивающие реализацию разработанных основных принципов. Основные научные результаты работы, методики, алгоритмы и программы расчета, а также изготовленные на их основе технические средства контроля и управления внедрены в практику эксплуатации и проектирования распределительных сетей. Все технические решения запатентованы в Украине и России.

Ключевые слова: распределительная сеть, гибкая система, оптимизация, фазопереключаемый вольтодобавочный трансформатор.

Govorov F.P. Management of modes of distributive electrical networks of cities on the basis of flexible systems. - Manuscript.

Thesis for a science Doctors degree by specialty 05.14.02 - electrical, plants, networks and systems. - national University “Lvivska Polytechnica”, Lviv, 2001.

The dissertation is devoted to problems of management of modes of distributive electrical networks of cities, which work in conditions of low correlation of the diagrams of a pressure and jet capacity. In the dissertation has received development the methodology of research of modes of this networks ,is offered and the new structure of flexible systems constructed on a basis booster for voltage of transformers (VDT) with electronic management is proved work of the transformer together with distributive networks of cities in conditions of a feed of his primary winding from a source of a pressure, and secondary - from a source of a current for the first time is investigated. The criteria, parameters, methods and management of VDT, ensuring conditions of the most effective functioning of networks are offered.

The basic sections of work are introduced into practice of operation and designing of networks.

Key words: a distributive network, flexible system, booster for voltage of transformers, the transformer, optimization.

Размещено на Allbest.ru