Расчеты функционирования региональных электроэнергосистем при развитии аварийных ситуаций
Расчет нормальных режимов электроэнергетической системы произвольной конфигурации и сложности по всем уровням напряжения. Суть возможных причин развития аварий, в том числе связанных с технологическими и природными воздействиями в электроэнергосистемах.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2017 |
| Размер файла | 70,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров Тольяттинский государственный университет
Расчеты функционирования региональных электроэнергосистем при развитии аварийных ситуаций
В.Д. Селемир,
В.И. Карелин,
В.В. Горохов,
ВВЕДЕНИЕ
Современные региональные электроэнергосистемы (ЭЭС), состоящие из большого количества статических и динамических элементов, представляют собой сложные протяженные многопараметрические нелинейные динамические системы, характеризующиеся иерархической структурой, параметрическими неопределенностями, случайными воздействиями, непредсказуемостью возникновения аварийных ситуаций, многокритериальностью принятия решений [1]. Нарушение функционирования ЭЭС может привести к тяжелым системным авариям и, как следствие, большим экономическим ущербам [2]. Экспериментальные исследования функционирования ЭЭС, особенно в аварийных режимах, невозможны и недопустимы. Поэтому основным путем получения полной и достоверной информации при функционировании ЭЭС в нормальных, несимметричных и аварийных режимах является их численное моделирование.
Целью работы является разработка программы расчета функционирования региональных ЭЭС, позволяющей анализировать и прогнозировать возможные факторы развития аварийных ситуаций, в том числе и при несрабатывании устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики.
1. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭЭС ПРИ РАЗВИТИИ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Разработанная программа предназначена для моделирования функционирования региональных ЭЭС в нормальных, несимметричных и аварийных режимах работы. Программа содержит модели турбо- и гидрогенераторов, силовых (автотрансформаторов, линий электропередач, потребителей электроэнергии, устройств регулирования режимов, комплексов устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики (УРЗиПА) и коммутационных аппаратов. Пользователь программы может не только имитировать работу ЭЭС в целом и отдельных ее объектов, но и выполнять различные виды анализа результатов расчета. При расчетах используется неявный метод Рунге-Кутта в начале решения и метод, использующий формулы обратного дифференцирования 2-го порядка в последующем. Программа позволяет рассчитать электрические параметры режима: мгновенные и действующие значения токов и напряжений, действующие значения активных и реактивных мощностей во всех элементах ЭЭС и т.д.
Программа позволяет выполнять:
- расчет нормальных режимов ЭЭС произвольной конфигурации и сложности по всем уровням напряжения (ЭЭС одного региона, нескольких регионов, ЭЭС крупных городов);
- расчет несимметричных режимов ЭЭС произвольной конфигурации и сложности;
- расчет аварийных режимов ЭЭС произвольной конфигурации и сложности, в том числе при каскадном и групповом отключении объектов системы;
- расчет гармонических составляющих тока и напряжения во всех элементах ЭЭС;
- расчет перетоков активных и реактивных мощностей в ЭЭС с учетом вклада гармонических составляющих токов и напряжений;
- анализ реакции комплексов УРЗиПА при развитии аварийных режимов ЭЭС;
- анализ возможных причин развития аварий, в том числе связанных с технологическими и природными воздействиями в ЭЭС.
Силовая электрическая часть ЭЭС любой конфигурации и сложности в разработанной программе реализуется с использованием имитационных моделей всех статических и динамических элементов. Устройства регулирования, управления и автоматики системы задаются алгоритмом их работы. Такой подход позволяет получить адекватную модель ЭЭС любой конфигурации и сложности, повысить устойчивость и скорость счета. В настоящее время идет процесс по созданию новых и совершенствованию разработанных моделей элементов ЭЭС.
2. РАСЧЕТ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТИПИЧНОЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭЭС
В качестве примера рассмотрена типичная региональная ЭЭС (рис. 1) с выбранным для модельных расчетов электрооборудованием электростанций, подстанций, линий связи, приведенным в табл. 1.
Таблица 1. Типовое электрооборудование объектов региональной ЭЭС
|
Обозначение объекта |
Установленное электрооборудование |
|
|
Электростанции |
||
|
ЭС1 |
1хТВФ-110-2ЕУЗ, ЗхТВВ-160-2ЕУЗ,4хТДЦ-200000/220/18 |
|
|
ЭС2 |
4хТГВ-200-2Д, 4хТДЦ-250000/500/18 |
|
|
ЭСЗ |
15хСВ-1500/200-88, 9хОРЦ-135000/500/13,8, 9хАОРЦ-135000/500/220/13,8 |
|
|
Подстанции |
||
|
ПС1 |
2хАТДЦТН-200000/220/110/10 |
|
|
ПС2 |
2хАТДЦТГ-240000/220/110/10 |
|
|
ПСЗ |
АТДЦТН-250000/500/110/10, ЗхАОДЦТН-267000/500/220/10 |
|
|
ПС4 |
2хАТДЦТН-250000/220/110/35 |
|
|
ПС5, ПС6 |
6хАОДЦТН-267000/500/220/10 |
|
|
ПС7 |
2хАТДЦТН-250000/500/220/10 |
|
|
Линии электропередач |
||
|
ЛЭШ.ЛЭШО |
АС-500 |
|
|
ЛЭП2, ЛЭПЗ, ЛЭП4 |
АСО-400 |
|
|
ЛЭП-5, ЛЭП6, ЛЭП11,ЛЭП12, ЛЭП14,ЛЭП15 |
ЗхАСО-500 |
|
|
ЛЭП7,ЛЭП16, ЛЭШ7 |
АСО-480 |
|
|
ЛЭП8, ЛЭП9 |
АСО-500 |
|
|
ЛЭШЗ |
ЗхАСО-330 |
Приведен пример расчета развития аварийной ситуации, связанной с одновременной потерей нескольких объектов, в региональной ЭЭС. Из-за роста нагрузок произошло отключение источника генерации электроэнергии -- электростанции ЭС2, что привело к развитию системной аварии -- каскадному отключению подстанций: ПС5 через 1,172 с от начала момента развития аварии; ПС-3 через 1,391 с; ПС7 через 1,699 с; ПС6 через 1,708 с и ПС4 через 2,028 с.
На рис. 2 представлены кривые изменения мгновенных значений напряжения на зажимах обмотки и тока в обмотке высокого напряжения трансформатора Т1 подстанции ПС1, которая осталась в работе при развитии системной аварии в ЭЭС.
Броски напряжений и токов на приведенных кривых соответствуют моментам времени отключения коммутационных аппаратов с учетом срабатывания комплексов устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики. электроэнергетический напряжение авария природный
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработан вычислительный алгоритм и программа расчета функционирования региональных ЭЭС различной конфигурации и сложности, анализ результатов расчета которых позволит выявить и спрогнозировать возможные технологичные и природные факторы развития аварийных ситуаций и повысить устойчивость их функционирования, в том числе и при несрабатывании комплексов устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. М.: Энергия, 1979. 456 с.
2. Окин А.А., Семенов В.А. Противоаварийное управление в ЕЭС России. М.: Изд-во МЭИ, 1996. 156 с.
АННОТАЦИЯ
Разработаны вычислительный алгоритм и программа расчета функционирования региональных электроэнергосистем различной конфигурации и сложности при развитии аварийных ситуаций с учетом работы комплексов устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Элементы электроэнергетической системы, классификация ее режимов. Регулирование напряжения и частоты в энергосистемах, баланс реактивной мощности и его связь с напряжением. Расчет мощности электроприемников и напряжения линий, выбор трансформаторов.
курсовая работа [319,5 K], добавлен 14.04.2014Расчет установившихся режимов электрической системы. Определение критического напряжения и запаса устойчивости узла нагрузки по напряжению в аварийных режимах энергосистемы с АРВ и без АРВ на генераторах. Комплексная схема замещения, расчет параметров.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 09.03.2016Разработка конфигурации электрической сети. Выбор номинального напряжения сети и параметров цепей линий, числа и мощности трансформаторов подстанций. Расчет нормальных режимов наибольших и наименьших нагрузок, наиболее тяжелых послеаварийных режимов.
курсовая работа [6,1 M], добавлен 06.02.2014Интеллектуальные энергетические системы: технические возможности и эффективность. Рынок электрической энергии в России: состояние и проблемы развития. Анализ аварийных электрических режимов в электроэнергетической системе и расчет управляющих воздействий.
курсовая работа [461,4 K], добавлен 12.12.2013Суть технического и экономического обоснования развития электрических станций, сетей и средств их эксплуатации. Выбор схемы, номинального напряжения и основного электрооборудования линий и подстанций сети. Расчёт режимов работы и параметров сети.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 05.06.2012Расчеты нормальных режимов, предшествующих короткому замыканию. Электромагнитный переходный процесс, сверхпереходные, ударные и установившиеся токи при трехфазном КЗ. Симметричные составляющие и фазные токи и напряжения. Построение векторных диаграмм.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.12.2011Выбор номинального напряжения сети, мощности компенсирующих устройств, сечений проводов воздушных линий электропередачи, числа и мощности трансформаторов. Расчет схемы замещения электрической сети, режима максимальных, минимальных и аварийных нагрузок.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 25.01.2015Выбор элементов электроэнергетической системы: силовых трансформаторов, генераторов, сечений проводов линий электропередач. Расчет установившегося режима работы сети на компьютере. Приведение параметров схемы замещения к базисным условиям. Расчет токов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.10.2012Выполнение расчета и анализа переходного процесса для режимов электрической системы. Паспортные данные силового оборудования схем. Расчет параметров схемы замещения. Этапы преобразования схемы. Значения периодической слагаемой тока короткого замыкания.
курсовая работа [503,8 K], добавлен 18.04.2015Проект проходной подстанции 35/10 кВ. Выбор схем электрических соединений на высоком и на низком напряжении, построение графиков нагрузки. Выбор числа и мощности трансформаторов, расчет на перегрузочную способность. Расчет токов аварийных режимов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 17.11.2014Определение токов и напряжений режимов работы сети при поперечной (двухфазное, однофазное и двухфазное замыкания на землю) и продольной несимметрии (обрыв одной и двух фаз). Определение значения ударного тока в точке. Фактические напряжения в разрыве.
курсовая работа [8,6 M], добавлен 14.11.2017Составление возможных вариантов конфигурации сети. Расчёт перетоков мощности. Оценка целесообразности применения напряжения 220 кВ. Определение активного сопротивления участков. Выбор трансформаторов на подстанции. Расчет режима максимальных нагрузок.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.11.2012Расчеты нормальных режимов, предшествующих коротким замыканиям. Метод и алгоритм расчета установившегося режима электрической сети. Электромагнитные переходные процессы при симметричных и несимметричных коротких замыканиях. Выбор и расчет релейной защиты.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.10.2011Определение основных параметров электростанций, составление комплексной схемы замещения и расчет ее параметров. Критическое напряжение и запас устойчивости узла нагрузки по напряжению в аварийных режимах энергосистемы с АРВ и без АРВ на шинах генераторов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.08.2011Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети. Основные технико-экономические показатели проектируемой сети. Регулирование напряжения в электрической сети. Расчёт основных нормальных и утяжелённых режимов работы сети.
курсовая работа [310,6 K], добавлен 23.06.2011Расчет и анализ установившихся режимов схемы электроэнергетической системы (ЭЭС). Оценка статической устойчивости ЭЭС. Определение запаса статической устойчивости послеаварийного режима системы. Отключение сетевого элемента при коротком замыкании.
курсовая работа [563,4 K], добавлен 11.09.2015Проектирование электрической сети районной электроэнергетической системы. Сравнение технико-экономических вариантов сети, выбор мощности трансформаторов подстанций. Расчет сети при различных режимах. Проверка токонесущей способности проводов линий.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.04.2012Расчет установившегося режима работы электроэнергетической системы. Токи несимметричного короткого замыкания, их напряжение в месте короткого замыкания. Динамическая устойчивость энергосистемы. Определение величины предельного времени отключения.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.12.2012Вычисление коэффициента интенсивности напряжения для произвольной формы образца и заданного распределения внешней нагрузки в теории упругости. Критическая сила при растяжении плоскости парой сосредоточенных сил. Условия равновесия для полосы с трещиной.
методичка [132,9 K], добавлен 02.03.2010Определение типа электростанции по исходным данным. Выбор силового оборудования, аппаратов, токоведущих частей, генераторов, трансформаторов. Описание главной схемы электрических соединений. Расчет электростанции в нормальных и в аварийных режимах.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.12.2014
