BGE регулирует напряжение и реактивную мощность

Page 1
background image

Page 2
background image

18

Ноябрь–декабрь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

Установленное

 

устройство

 GridSense TransformerIQ (TIQ) 

при

-

меняется

 

для

 

измерения

 

потерь

 

в

 

трансформаторе

 

распреде

-

лительной

 

сети

величины

 

снижения

 

напряжения

а

 

также

 

тем

-

пературы

 

масла

 

и

 

обмотки

.

BGE регулирует напряжение 
и реактивную мощность

Управление напряжением и реактивной мощностью с 
помощью конденсаторных батарей оказывается более 
эффективным, чем с помощью РПН и регуляторов 
напряжения.

Пол Фрей (Paul Frey), Александр Вукоевич (Aleksandar Vukojevic) 

и

 

Майкл Смит (Michael Smith), 

Baltimore Gas and Electric

РЕГУЛИРОВАНИЕ

 Напряжения

Датчик

 

ТН

(

сторона

 

ВН

)

Изолированный

 

кабель

 15 

кВ

Датчик

 

ТТ

(

сторона

 

ВН

)

Датчик

 

ТН

(

сторона

 

НН

)

Датчик

 

ТТ

(

сторона

 

НН

)

TIQ

З

а

 

последнее

 

десятилетие

 

оптимизация

 

напря

-

жения

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

стала

 

одним

 

из

 

самых

 

популярных

 

направлений

 

модернизации

 

системы

 

распределения

Основные

 

цели

 

управ

-

ления

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 — 

сокра

-

щение

 

потерь

 

электроэнергии

  (

за

 

счёт

 

управления

 

ре

-

активной

 

мощностью

и

 

сокращение

 

энергопотребления

 

(

за

 

счёт

 

управления

 

напряжением

либо

 

их

 

различные

 

комбинации

.

Для

 

достижения

 

указанных

 

целей

 

предлагается

 

применение

 

РПН

регуляторов

 

напряжения

 

и

 

конден

-

саторных

 

батарей

Управление

 

включает

 

два

 

основ

-

ных

 

направления

 — 

выравнивание

 

и

 

снижение

 

напря

-

жения

Обычно

 

для

 

выравнивания

 

напряжения

 

на

 

всей

 

питающей

 

линии

 

применяются

 

конденсаторы

а

 

для

 

снижения

 — 

РПН

 

и

 

регуляторы

 

напряжения

.

Управление

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 

в

 BGE

В

 2011 

году

 

компания

 Baltimore Gas and Electric 

(BGE) 

запустила

 

экспериментальный

 

проект

 

для

 

систе

-

мы

 

распределения

 

интеллектуальной

 

сети

 

на

 

шести

 

испытательных

 

питающих

 

линиях

 

с

 

тремя

 

основными

 

целями

:

• 

реализовать

 

управление

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 

для

  

снижения

 

энергопотребления

;

• 

установить

 

органы

 

управления

 

конденсаторными

 

батареями

 

с

 

двусторонней

 

системой

 

связи

 

для

 

по

-

вышения

 

надёжности

 

работы

 

БСК

;

• 

снизить

 

коэффициент

 

средней

 

продолжительности

 

перерывов

 

в

 

энергоснабжении

 

потребителей

 

путём

 

установки

 

индикаторов

 

неисправностей

.

В

 

отличие

 

от

 

большинства

 

энергокомпаний

кото

-

рые

 

применяют

 

РПН

регуляторы

 

напряжения

 

и

 

кон

-

денсаторные

 

батареи

 

для

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

, BGE 

обычно

 

использует

 

только

 

конденсаторные

 

батареи

 

фидеров

В

 

настоящее

 

вре

-

мя

 

управление

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 

осуществляется

 

путём

 

поддержания

 

напряжения

 

на

 

шине

 

на

 

заданном

 

уровне

 

в

 

зависимости

 

от

 

нагрузки

 

трансформатора

 

подстанции

В

 

первую

 

очередь

 

кон

-

денсаторные

 

батареи

 

переключаются

 

на

 

той

 

линии

для

 


Page 3
background image

19

www.tdworld.ru, www.tdworld.com

  

|

  

Ноябрь–декабрь 2012

Техник

 BGE 

Джейкоб

 

Чавес

 

настраивает

 

регуляторы

 

напряжения

 

Cooper CL-6B 

для

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощно

-

стью

.

Розеточный

 

прибор

 SATEC EM133-SP2S 

и

 

прибор

 SATEC EM920 

eXpertmeter, 

применяемые

 

для

 

измерения

 

напряжения

 

на

 

концах

 

линии

.

Новый

 

орган

 

управления

 

конденсаторной

 

батареей

 

с

 

двунаправленным

 

обменом

 

дан

-

ными

 Cooper CBC 7024 

с

 

трансформатором

 

тока

 

нейтрали

 

на

 

конденсаторной

 

бата

-

рее

расположенной

 

на

 

бетонной

 

плите

.

РЕГУЛИРОВАНИЕ

 Напряжения

которой

 

в

 

большей

 

степени

 

требуется

 

регулирование

 

реактивной

 

мощности

Этот

 

подход

 

позволяет

 

обеспечивать

 

требуемые

 

напряжение

 

и

 

коэффициент

 

мощности

Помимо

 

этого

данное

 

управ

-

ление

 

позволяет

 

ускорить

 

изменение

 

напряжения

 

в

 

ответ

 

на

 

изменения

 

в

 

на

-

грузке

 

в

 

период

 

пиковой

 

нагрузки

 

и

 

сни

-

жение

 

напряжения

 

в

 

периоды

 

неболь

-

шой

 

нагрузки

.

В

 

ходе

 

своего

 

экспериментально

-

го

 

проекта

 

по

 

модернизации

 

системы

 

распределения

 

интеллектуальной

 

сети

 

компания

 BGE 

применила

 

систему

 

оптимизации

 

напряжения

 

и

 

реактивной

 

мощности

разработанную

 Cooper Power Systems, 

в

 

до

-

полнение

 

к

 

существующей

 

системе

 

управления

 

напря

-

жением

 

компании

 Yukon. 

Новая

 

система

 

управления

 

была

 

испытана

 

на

 

пяти

 

фидерах

.

Для

 

реализации

 

всех

 

возможностей

 

оптимизации

 

сети

 

на

 

подстанции

 

должны

 

быть

 

установлены

 

РПН

 

или

 

регуляторы

 

напряжения

Поскольку

 BGE 

не

 

при

-

меняет

 

эти

 

устройства

на

 

пяти

 

испытательных

 

лини

-

ях

 

были

 

установлены

 

новые

 

регуляторы

 

напряжения

 

Cooper VR-32 

вместе

 

с

 

новыми

 

контроллерами

 CL-6B. 

Один

 

из

 

трёх

 

новых

 

контроллеров

 

каждой

 

линии

 

осна

-

щён

 

модемом

 Raven X, 

который

 

связывается

 

с

 

серве

-

ром

 Yukon 

по

 

сети

 Verizon 3G. 

Связь

 

с

 

другими

 

двумя

 

контроллерами

 

фидера

 

осуществляется

 

при

 

помощи

 

волоконно

-

оптического

 

канала

 

между

 

тремя

 

органами

 

управления

Кроме

 

того

на

 

каждой

 

конденсаторной

 

батарее

 

был

 

установлен

 

новый

 

контроллер

 Cooper 

CBC 7024 

с

 

двусторонним

 

обменом

 

данными

 

и

 

моде

-

мом

 Raven X.

Для

 

регистрации

 

напряжений

 

на

 

концах

 

линии

 

на

 

объектах

 

бытовых

 

потребителей

 

было

 

установлено

 

около

 40 

интеллектуальных

 

измерительных

 

приборов

 

Landis+Gyr FOCUS AX, 

а

 

на

 

объектах

 

промышленных

 

и

 

коммерческих

 

потребителей

 — 12 

приборов

 SATEC 

EM920 eXpertmeter 

с

 

протоколом

 

связи

 DNP3. 

Для

 

обе

-

спечения

 

системы

 

оптимизации

 

напряжения

 

и

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

динамической

 

обратной

 

связью

 

системы

 

управления

   

напряжением

 

интеллектуальные

 

приборы

 

Landis+Gyr 

были

 

оборудованы

 

сетевыми

 

платами

 

с

 

функцией

 

множественного

 

доступа

 

с

 

кодовым

 

разде

-

лением

 (CDMA), 

а

 

счётчики

 SATEC EM920 — GPRS-

модемами

.

Система

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 Yukon 

осуществляет

 

контроль

 

напряже

-

ния

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

в

 

режиме

 

ре

-

ального

 

времени

 

при

 

помощи

 

информации

 

от

 

РПН

регуляторов

конденсаторов

измерительных

 

преобра

-

зователей

 

сети

 

среднего

 

напряжения

 

и

 

дополнитель

-

ных

 

контрольных

 

устройств

например

 

измеритель

-

ных

 

приборов

 

потребителей

На

 

основании

 

данных

 

этих

 

аналоговых

 

измерений

 

в

 

динамическом

 

режиме

 

система

 

управления

 

запускает

 

контрольный

 

период

в

 

течение

 

которого

 

измерениям

 

коэффициента

 

мощ

-

ности

 

и

  

напряжения

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

на

-

значаются

 

эксплуатационные

 

затраты

Эти

 

затраты

 

определяются

 

путём

 

сопоставления

 

данных

 

аналого

-

вых

 

измерений

 

с

 

заданными

 

значениями

 

коэффициен

-

та

 

мощности

 

и

 

напряжения

 

на

 

подстанции

Задача

 

си

-

стемы

 — 

сократить

 

эксплуатационные

 

затраты

 

путём

 

обеспечения

 

в

 

динамическом

 

режиме

 

максимального

 

соответствия

 

коэффициента

 

мощности

 

и

 

напряжения

 

значениям

заданным

 

для

 

подстанции

Данная

 

схема

 

включает

 

регулирование

 

напряжения

 

и

 

корректиров

-

ку

 

коэффициента

 

мощности

 

в

 

оперативном

 

режиме

что

 

обеспечивает

 

оптимальную

 

работу

 

электрической

 

сети

.

Система

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

разработанная

 BGE

В

 

распределительной

 

сети

 BGE 

установлено

 

лишь

 

несколько

 

РПН

 

и

 

регуляторов

 

напряжения

В

 

большин

-

стве

 

случаев

 

для

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реак

-

тивной

 

мощностью

 

применяются

 

БСК

По

 

этой

 

причи

-


Page 4
background image

20

Ноябрь–декабрь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

Снижение

 

напряжения

 

на

 

питающей

 

линии

 

путём

 

управления

 

напря

-

жением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 

с

 

применением

 

только

 

конденса

-

торных

 

батарей

.

Смоделированный

 

профиль

 

напряжения

 

на

 

питающей

 

линии

 

с

 

изме

-

нением

 

отпайки

 

трансформатора

 

подстанции

.

РЕГУЛИРОВАНИЕ

 Напряжения

не

 

оптимизация

 

напряжения

 

и

 

реактивной

 

мощности

включающая

 

выравнивание

 

и

 

снижение

 

напряжения

не

  

может

 

быть

 

реализована

Исходя

 

из

 

задач

 

настоящего

 

экспериментального

 

проекта

, BGE 

приняла

 

решение

 

задействовать

 

помимо

 

пяти

 

испытательных

 

фидеров

 

с

 

системой

 

оптимизации

 

напряжения

 

и

 

реактивной

 

мощ

-

ности

 Cooper 

ещё

 

один

 

дополнительный

 

фидер

 

для

 

бы

-

товых

 

потребителей

Это

 

дало

 

возможность

 

применить

 

разработанные

 

компанией

 

алгоритмы

 

управления

 

на

-

пряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 

с

 

использованием

 

исключительно

 

БСК

а

 

также

 

сопоставить

 

достигнутую

 

экономию

 

электроэнергии

 

с

 

экономией

 

при

 

применении

 

действующей

 

системы

 

оптимизации

.

На

 

опытной

 

линии

 

для

 

бытовых

 

потребителей

 

было

 

установлено

 

семь

 

конденсаторных

 

батарей

оборудо

-

ванных

 

новыми

 

контроллерами

 

БСК

 

с

 

двусторонней

 

связью

 Cooper CBC 7024. 

Кроме

 

этого

 

на

 

опреде

-

лённых

 

участках

 

было

 

установлено

 10 

счётчиков

 

SATEC EM133-SP2S, 

поддерживающих

 

протокол

 

связи

 DNP3, 

для

 

измерения

 

напряжения

 

на

 

концах

 

линии

Эти

 

счётчики

 

используют

 

модем

 Raven X 3G 

и

 

имеют

 

адаптер

 

для

 

связи

 

с

 

бытовыми

 

счётчиками

 

класса

 2S.

Так

 

как

 

подстанция

 

с

 

опытной

 

линией

 

обо

-

рудована

 

устройством

 

телемеханики

 Motorola 

MOSCAD, 

дополнительно

 

к

 

реле

 SEL-351 

произ

-

водства

 Schweitzer Engineering Laboratories (SEL) 

был

 

установлен

 

модем

 Raven X 

для

 

сбора

 

входных

 

данных

 

с

 

интервалом

 

в

 15 

секунд

Сам

 

алгоритм

 

был

 

запрограммирован

 

в

 

устройстве

 SEL-3354 

при

 

помощи

 

приложения

 Server.net 

компании

 SUBNET 

Solutions. 

Данное

 

устройство

 

также

 

использовали

 

в

 

качестве

 

ОРС

-

сервера

 

для

 

передачи

 

данных

 

в

 

систему

 PI Historian 

компании

 OSIsoft. 

Устройство

 

SEL-3354 

применялось

 

также

 

в

 

качестве

 

ОРС

-

клиента

 

для

 

чтения

 

данных

 

о

 

положении

 

автома

-

тических

 

переключателей

 

из

 PI Historian 

с

 

целью

 

создания

 

модели

 

сети

Это

 

было

 

необходимо

 

для

 

отключения

 

системы

 

оптимизации

 

напряжения

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

при

 

изменении

 

конфигура

-

ции

 

питающей

 

линии

.

Оптимизация

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактивной

 

мощностью

 

исключительно

 

при

 

помощи

 

конденсаторных

 

батарей

Оптимизация

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактив

-

ной

 

мощностью

 

исключительно

 

при

 

помощи

 

конденса

-

торных

 

батарей

 

снижает

 

среднее

 

напряжение

 

на

 

пи

-

тающей

 

линии

 

и

 

позволяет

 

поддерживать

 

напряжение

 

на

 

объектах

 

потребителя

 

и

 

коэффициент

 

мощности

 

на

 

необходимых

 

уровнях

Оператор

 

вводит

 

в

 

алгоритм

 

минимальное

 

и

 

максимальное

 

значения

 

напряжения

 

на

 

БСК

желаемый

 

коэффициент

 

мощности

диапазон

 

нечувствительности

 

для

 

напряжения

 

и

 

три

 

уровня

 

на

-

пряжения

 

на

 

концах

 

линии

задаваемые

 

оператором

Напряжение

 

на

 

концах

 

линий

 

измеряется

 

на

 

объектах

 

потребителей

Как

 

правило

самое

 

низкое

 

напряжение

 

наблюдается

 

на

 

конце

 

питающей

 

линии

.

Алгоритм

 

устанавливает

 

ограничения

 

на

 

количе

-

ство

 

переключений

 

в

 

день

 

для

 

каждой

 

конкретной

 

конденсаторной

 

батареи

следит

 

за

 

качеством

 

реги

-

стрируемого

 

напряжения

препятствует

 

переключению

 

отказавших

 

конденсаторных

 

батарей

 

и

 

не

 

позволяет

 

им

 

работать

 

последовательно

 

в

 

пределах

 

указанного

 

периода

 

времени

Новая

 

система

 

управления

 

исполь

-

зует

 

таблицу

 

понижения

 

и

 

повышения

 

напряжения

описывающую

 

изменения

 

в

 

напряжении

 

на

 

шине

 

под

-

станции

 

и

 

всех

 

конденсаторных

 

батареях

 

в

 

зависимо

-

сти

 

от

 

переключения

 

каждой

 

конденсаторной

 

батареи

 

на

 

питающей

 

линии

Данная

 

таблица

 

была

 

составлена

 

на

 

основании

 

действующей

 

модели

 

питающей

 

линии

 

и

 

постоянно

 

обновляется

 

новыми

 

точными

 

данными

 

реальных

 

измерений

 

в

 

процессе

 

работы

 

каждой

 

кон

-

денсаторной

 

батареи

.

Устройства

 

измерения

 

напряжения

 

на

 

концах

 

линии

 

применяются

 

для

 

контроля

 

напряжения

 

на

 

самых

 

уда

-

лённых

 

точках

 

питающей

 

линии

 

во

 

избежание

 

падения

 

напряжения

 

ниже

 

минимального

 

приемлемого

 

значе

-

ния

В

 

системе

 

применяются

 

три

 

задаваемые

 

пользо

-

вателем

 

уровня

 

напряжения

 

на

 

концах

 

линии

 — 

мини

-

мальное

критическое

 

и

 

минимальное

 

по

 

стандартам

 

Американского

 

института

 

стандартов

 ANSI. 


Page 5
background image

21

www.tdworld.ru, www.tdworld.com

  

|

  

Ноябрь–декабрь 2012

Оптимальное

 

положение

 

отпайки

 

трансформатора

 

подстанции

.

РЕГУЛИРОВАНИЕ

 Напряжения

Минимальное

 

напряжение

 — 

это

 

минимально

 

до

-

пустимое

 

напряжение

 

на

 

объектах

 

потребителей

 

на

 

концах

 

линии

Считается

что

 

система

 

работает

 

над

-

лежащим

 

образом

 

до

 

тех

 

пор

пока

 

все

 

измерительные

 

приборы

 

на

 

концах

 

линии

 

регистрируют

 

напряжение

 

выше

 

данного

 

уровня

Если

 

напряжение

 

падает

 

ниже

 

этого

 

уровня

срабатывает

 

сигнализация

.

Значение

 

критического

 

напряжения

 

применяется

 

для

 

обеспечения

 

нужного

 

уровня

 

минимального

 

напря

-

жения

 

на

 

БСК

Если

 

напряжение

 

на

 

концах

 

линии

 

па

-

дает

 

ниже

 

критического

 

уровня

минимальное

 

напряже

-

ние

 

на

 

конденсаторной

 

батарее

 

необходимо

 

увеличить

В

 

этом

 

случае

 

также

 

срабатывает

 

сигнализация

Минимальное

 

напряжение

 

по

 

стандартам

 ANSI 

со

-

ставляет

 114 

В

и

 

в

 

случае

 

падения

 

напряжения

 

ниже

 

данного

 

уровня

 

срабатывает

 

сигнализация

 

о

 

значитель

-

ной

 

неисправности

 

в

 

системе

 

в

 

дополнение

 

к

 

повыше

-

нию

 

минимального

 

напряжения

 

на

 

БСК

.

Алгоритм

Команды

 

переключения

 

подаются

 

на

 

основании

 

сле

-

дующих

 

входных

 

данных

 

для

 

алгоритма

активная

 (P) 

и

 

реактивная

 (Q) 

мощность

 

в

 

начале

 

питающей

 

линии

напряжение

 

на

 

шине

 

подстанции

напряжение

 

на

 

кон

-

денсаторной

 

батарее

 

и

 

напряжение

 

на

 

концах

 

линии

При

 

помощи

 

напряжения

 

на

 

шине

 

подстанции

 

и

 

напря

-

жения

 

на

 

конденсаторной

 

батарее

 

алгоритм

 

вычисляет

 

среднее

 

напряжение

 

на

 

питающей

 

линии

 

и

 

определяет

 

полученное

 

значение

 

как

 

базисное

Кроме

 

этого

алго

-

ритм

 

следит

 

за

 

тем

чтобы

 

напряжение

 

на

 

концах

 

линии

 

находилось

 

в

 

указанных

 

пределах

.

Алгоритм

 

моделирует

 

профиль

 

напряжения

 

на

 

пи

-

тающей

 

линии

 

для

 

каждой

 

конденсаторной

 

батареи

 

в

 

крайних

 

положениях

Это

 

осуществляется

 

при

 

помощи

 

таблиц

 

напряжения

Для

 

каждой

 

из

 

возможных

 

ком

-

бинаций

 

алгоритм

 

вычисляет

 

среднее

 

напряжение

 

на

 

питающей

 

линии

 

и

 

коэффициент

 

мощности

Алгоритм

 

отбрасывает

 

решения

не

 

отвечающие

 

минимальному

 

или

 

максимальному

 

напряжению

 

на

 

конденсаторной

 

ба

-

тарее

и

 

решения

при

 

которых

 

коэффициент

 

мощности

 

превышает

 

установленные

 

пределы

Для

 

предотвра

-

щения

 

неустановившегося

 

режима

 

и

 

снижения

 

числа

 

переключений

 

конденсаторных

 

батарей

 

в

 

день

 

приме

-

няется

 

диапазон

 

нечувствительности

 

для

 

напряжения

задаваемый

 

оператором

.

Выбирая

 

из

 

оставшихся

 

решений

алгоритм

 

запу

-

скает

 

режим

 

изменения

 

ступеней

 

БСК

 

для

 

обеспече

-

ния

 

минимального

 

среднего

 

напряжения

После

 

каждой

 

Существен

-

ный

 

рост

 

отпускных

 

цен

 

на

 

ор

-

ганическое

 

топливо

 

повысил

 

актуальность

 

эффективности

 

электроснабже

-

ния

 

мегаполисов

 

и

 

промышленных

 

предприятий

 

как

 

в

 

России

так

 

и

 

во

 

всем

 

мире

Американская

 

рас

-

пределительная

 

компания

 BGE 

для

 

решения

 

данного

 

вопроса

 

реа

-

лизовала

 

один

 

из

 

наиболее

 

извест

-

ных

 

методов

 

снижения

 

потерь

 

электроэнергии

а

 

именно

 

регу

-

лирование

 

напряжения

 

и

 

потоков

 

реактивной

 

мощности

В

 

основе

 

предложенного

 

метода

 

снижения

 

потерь

 

электроэнергии

 

лежат

 

статические

 

характеристики

 

на

-

грузки

 

по

 

напряжению

Известно

что

 

отклонения

 

напряжения

 

ока

-

зывают

 

существенное

 

влияние

 

на

 

потребляемую

 

электроприём

-

никами

 

мощность

К

 

примеру

при

 

увеличении

 

напряжения

 

на

 

выво

-

де

 

лампы

 

накаливания

 

на

 10% 

от

 

номинального

 

потребляемая

 

ак

-

тивная

 

мощность

 

увеличивается

 

почти

 

на

 20%, 

а

 

увеличение

 

напря

-

жения

 

на

 

зажимах

 

двигателя

 

на

 1% 

приводит

 

к

 

увеличению

 

потребле

-

ния

 

реактивной

 

мощности

 

на

 3%. 

Несмотря

 

на

 

очевидные

 

техно

-

логические

 

преимущества

 

рассма

-

триваемого

 

подхода

открытым

 

остаётся

 

вопрос

 

экономической

 

эффективности

 

для

 

сетевой

 

ком

-

пании

Ведь

 

при

 

снижении

 

отпуска

 

электроэнергии

 

из

 

распредели

-

тельной

 

сети

 

снижается

 

доход

 

сетевой

 

компании

 

по

 

передаче

 

электроэнергии

В

 

связи

 

с

 

этим

 

снизятся

 

и

 

средства

 

на

 

эксплуа

-

тацию

 

сетей

 

и

 

развитие

 

компа

-

нии

что

 

неминуемо

 

приведёт

 

к

 

снижению

 

надёжности

 

электросе

-

тевого

 

комплекса

Метод

 

регулирования

 

потре

-

бления

 

электроэнергии

 

с

 

помощью

 

управления

 

напряжением

 

особенно

 

актуален

 

для

 

сильно

 

загруженных

 

распределительных

 

и

 

городских

 

сетей

Впервые

 

он

 

был

 

опробован

 

в

 

России

 

на

 

базе

 

одного

 

из

 

крупных

 

машиностроительных

 

предприя

-

тий

 

ещё

 

в

 80-

е

 

годы

.

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

уделяет

 

большое

 

внимание

 

вопросу

 

опти

-

мального

 

регулирования

 

напряже

-

ния

 

в

 

ЕНЭС

Компания

 

реализует

 

проект

 

по

 

созданию

 

централизо

-

ванной

 

системы

 

автоматизиро

-

ванного

 

управления

 

напряжением

 

и

 

потоками

 

реактивной

 

мощно

-

сти

 

в

 

Кубанской

 

энергосистеме

Для

 

регулирования

 

напряжения

 

планируется

 

использование

 

се

-

тевых

 

элементов

 

ЕЭС

а

 

именно

 

устройств

 

РПН

БСК

СТК

ШР

 

и

 

УШР

Также

 

в

 

сетевой

 

компании

 

уже

 

разработаны

 

и

 

внедрены

 

ин

-

струкции

 

по

 

регулированию

 

на

-

пряжения

 

для

 

объектов

 

ЕНЭС

цель

 

которых

 

заключается

 

в

 

под

-

держании

 

уровней

 

напряжения

 

на

 

питающих

 

центрах

 

в

 

различные

 

периоды

 

нагрузок

что

 

позволит

 

обеспечить

 

оптимальные

 

уровни

 

напряжения

 

на

 

зажимах

 

потреби

-

телей

.

КОММЕНТАРИЙ

Магомед Гаджиев, главный эксперт 
Службы электрических режимов ОАО «ФСК ЕЭС»:


Page 6
background image

22

Ноябрь–декабрь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

РЕГУЛИРОВАНИЕ

 Напряжения

команды

 

переключения

 

система

 

выжидает

 

две

 

минуты

 

для

 

стабилизации

 

напряжения

а

 

затем

 

вновь

 

регистри

-

рует

 

все

 

входные

 

данные

Если

 

все

 

значения

 

напряже

-

ния

 

не

 

выходят

 

за

 

установленные

 

пределы

процесс

 

повторяется

 

до

 

прекращения

 

подачи

 

команд

 

переклю

-

чения

Если

 

напряжение

 

на

 

концах

 

линии

 

падает

 

ниже

 

заданного

 

значения

система

 

в

 

динамическом

 

режиме

 

повышает

 

минимальное

 

напряжение

 

на

 

конденсатор

-

ной

 

батарее

как

 

было

 

описано

 

выше

.

Алгоритм

 

запускается

 

каждые

 

пять

 

минут

однако

 

в

 

случае

 

временной

 

задержки

 

две

 

последовательно

-

сти

 

операций

 

проводятся

 

по

 

отдельности

Первая

 

по

-

следовательность

 

в

 

динамическом

 

режиме

 

изменяет

 

минимальное

 

значение

 

напряжения

 

на

 

конденсаторной

 

батарее

 

для

 

обеспечения

 

максимального

 

снижения

 

энергопотребления

После

 

завершения

 

каждого

 

пере

-

ключения

 

система

 

сопоставляет

 

минимальное

 

среднее

 

напряжение

зарегистрированное

 

приборами

 

на

 

концах

 

линии

с

 

минимальным

 

напряжением

 

на

 

конденсатор

-

ной

 

батарее

Если

 

минимальное

 

среднее

 

напряжение

 

на

 

концах

 

линии

 

выше

 

заданного

 

минимального

 

значе

-

ния

 

напряжения

 

на

 

концах

 

линии

 

на

 

значение

 

δ

алго

-

ритм

 

изменяет

 

заданное

 

минимальное

 

напряжение

 

на

 

конденсаторных

 

батареях

 

путём

 

его

 

снижения

 

на

 

зна

-

чение

меньшее

 

чем

 

δ

Это

 

осуществляется

 

для

 

макси

-

мального

 

снижения

 

энергопотребления

.

Оптимизация

 

напряжения

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

обеспечивает

 

меньший

 

профиль

 

напряжения

 

по

 

срав

-

нению

 

с

 

существующим

 

профилем

В

 

свою

 

очередь

 

это

 

позволяет

 

снизить

 

энергопотребление

 

и

 

требования

 

к

 

реактивному

 

сопротивлению

 

в

 

системе

.

Вторая

 

последовательность

 

операций

 

в

 

режиме

 

мо

-

делирования

 

определяет

 

оптимальное

 

положение

 

от

-

пайки

 

трансформатора

 

подстанции

 

благодаря

 

возмож

-

ностям

 

алгоритма

 

максимально

 

выровнять

 

напряжение

 

на

 

всей

 

питающей

 

линии

Компания

 BGE 

меняет

 

отпай

-

ки

 

на

 

трансформаторах

 

дважды

 

в

 

год

 

в

 

зависимости

 

от

 

сезонных

 

профилей

 

нагрузки

Для

 

старых

 

трансформа

-

торов

 

напряжение

 

изменяется

 

на

 2,5% 

в

 

каждой

 

отпай

-

ке

а

 

для

 

более

 

современных

 

изменение

 

напряжения

 

составляет

 1,25% 

на

 

отпайку

.

Данный

 

алгоритм

 

подбирает

 

исходный

 

профиль

 

на

-

пряжения

 

на

 

питающей

 

линии

 

из

 

расчёта

 

минимального

 

значения

 

положения

 

РПН

Цель

 

данной

 

операции

 — 

обеспечить

 

максимально

 

ровный

 

профиль

 

напряжения

 

на

 

питающей

 

линии

Если

 

трансформатор

 

работает

 

на

 

отпайке

 4 

и

 

существует

 

возможность

 

получения

 

ровного

 

профиля

 

напряжения

удовлетворяющего

 

всем

 

требо

-

ваниям

 BGE 

для

 

отпайки

 

в

 

более

 

низком

 

положении

на

-

пример

 

отпайке

 3, 

тогда

 

отпайка

 3 

является

 

оптималь

-

ной

При

 

меньших

 

нагрузках

 

возможна

 

оптимизация

 

при

 

помощи

 

отпайки

 2. 

Таким

 

образом

алгоритм

 

анализи

-

рует

 

оптимальное

 

положение

 

отпайки

 

трансформатора

.

Новая

 

система

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактив

-

ной

 

мощностью

 

с

 

целью

 

выравнивания

 

профиля

 

напря

-

жения

 

на

 

питающей

 

линии

 

может

 

обусловить

 

различные

 

оптимальные

 

положения

 

отпаек

Если

 

выбранная

 

опти

-

мальная

 

отпайка

 

имеет

 

более

 

высокое

 

положение

тогда

 

в

 

те

 

дни

когда

 

положение

 

оптимальных

 

отпаек

 

ниже

для

 

снижения

 

энергопотребления

 

алгоритм

 

изменит

 

целе

-

вую

 

функцию

 

скорее

 

для

 

снижения

 

среднего

 

напряжения

 

на

 

питающей

 

линии

а

 

не

 

для

 

выравнивания

 

напряжения

Если

 

выбранная

 

оптимальная

 

отпайка

 

имеет

 

более

 

низ

-

кое

 

положение

тогда

 

рядом

 

с

 

подстанцией

 

необходимо

 

установить

 

дополнительную

 

двухступенчатую

 

конден

-

саторную

 

батарею

что

 

обеспечит

 

нужный

 

профиль

 

на

-

пряжения

 

в

 

те

 

дни

когда

 

положение

 

оптимальной

 

отпай

-

ки

 

выше

Применение

 

одной

 

конденсаторной

 

батареи

 

1200 

кВАр

 

эквивалентно

 

одной

 

отпайке

 

РПН

 

с

 

повы

-

шением

 

напряжения

 

на

 

шине

 

подстанции

 

примерно

 

в

 

0,85 

В

одна

 

отпайка

меняющая

 

напряжение

 

на

 2,5%, 

или

 3 

В

потребовала

 

бы

 

применения

 

приблизительно

 

четырёх

 

конденсаторных

 

батарей

 1200 

кВАр

.

Для

 

осуществления

 

мониторинга

 

и

 

контроля

 

опти

-

мизации

 

напряжения

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

компа

-

ния

 BGE 

установила

 

дополнительные

 

устройства

а

 

именно

 

шесть

 

устройств

 

отслеживания

 

нагрузки

 

линии

 

GridSense LineIQ LT40 

для

 

измерения

 

потерь

 

в

 

линии

 

и

 

девять

 

устройств

 GridSense TransformerIQ 

для

 

изме

-

рения

 

внутренних

 

потерь

 

в

 

распределительном

 

транс

-

форматоре

величины

 

снижения

 

напряжения

а

 

также

 

температуры

 

масла

 

и

 

обмотки

.

Следующий

 

этап

Данный

 

экспериментальный

 

проект

 

для

 

системы

 

распределения

 

интеллектуальной

 

сети

 

компании

 BGE 

был

 

запущен

 

в

 

июне

 2012 

года

После

 

первоначального

 

сбора

 

данных

 

для

 

управления

 

напряжением

 

и

 

реактив

-

ной

 

мощностью

 

независимая

 

третья

 

сторона

, Utilidata 

Inc., 

проведёт

 

анализ

 

этих

 

данных

 

и

 

оценит

 

ожидаемые

 

затраты

 

и

 

преимущества

 

новой

 

системы

что

 

позволит

 

определить

оправдает

 

ли

 

себя

 

дальнейшее

 

развёрты

-

вание

 

данной

 

системы

Пол

 

Дж

Фрей

 (Paul J. Frey, paul.j.frey@bge.com) — 

руководитель

 

экспериментального

 

проекта

 

для

 

систе

-

мы

 

распределения

 

интеллектуальной

 

сети

 

компании

 

BGE. 

Начал

 

работать

 

в

 BGE 

в

 

качестве

 

инженера

-

испытателя

затем

 

работал

 

в

 

отделах

 

газо

и

 

энерго

-

снабжения

планирования

стратегического

 

планиро

-

вания

 

работы

 

с

 

потребителями

управления

 

активами

планирования

 

систем

 

и

 

организации

 

эксплуатации

 

оборудования

Фрей

 

окончил

 

Университет

 

Джонса

 

Хопкинса

 

со

 

степенью

 

бакалавра

 

технических

 

наук

 

и

 

Университет

 

Джорджа

 

Вашингтона

 

со

 

степенью

 

маги

-

стра

 

в

 

области

 

управления

 

инженерной

 

деятельностью

.

Александр

 

Вукоевич

 (Aleksandar Vukojevic, 

aleksandar.vukojevic@bge.com) 

поступил

 

на

 

работу

 

в

 

BGE 

в

 

качестве

 

старшего

 

инженера

 

в

 

отдел

 

разработки

 

экспериментального

 

проекта

 

для

 

системы

 

распределе

-

ния

 

интеллектуальной

 

сети

Имеет

 

опыт

 

работы

 

в

 BGE 

в

 

качестве

 

ведущего

 

инженера

 

по

 

энергосистемам

 

и

 

тех

-

нологиям

 

интеллектуальной

 

сети

инженера

 

по

 

испыта

-

ниям

 

в

 

полевых

 

условиях

 

и

 

инженера

 

по

 

планированию

 

системы

 

электропередачи

 

в

 Georgia Power, 

а

 

также

 

в

 

качестве

 

инженера

 

по