Навигация

 

 Меню раздела

Краткая характеристика развития электрических сетей и систем
Цели и задачи проектирования
Исходные положения проектирования электрических сетей и систем
Краткая характеристика задачи проектирования
Определение потребления электроэнергии
Прогнозирование режимов электропотребления
Средневзвешенный за сутки коэффициент мощности
Выбор источников энергии
Планирование баланса реактивных мощностей в электрической системе
Вопросы организации управления электрическими системами
Построение схем электрических сетей
Краткие сведения о конструктивном исполнении электрической сети
Выбор номинального напряжения электрической сети
Схемы понижающих подстанций
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
Указания по выбору вариантов электроснабжения
Баланс реактивной мощности
Общие замечания о технико-экономическом анализе
Капиталовложения и их оценка
Определение потерь мощности и энергии
Годовые эксплуатационные расходы
Приведенные затраты
Учет надежности при проектировании электрических систем и сетей
Показатели надежности и их нормирование
Выбор рационального резерва мощности в электрической системе
Определение ущерба от перерывов электроснабжения
Технико-экономический расчет
Выбор конструкции и сечения проводов электрической сети
Определение капитальных затрат на сооружение сети
Определение годовых эксплуатационных расходов электрической сети
Определение приведенных затрат электрической сети
Краткие сведения о составлении смет
Технико-экономические показатели рекомендуемого варианта
Схема замещения и параметры сети
Приведение нагрузок к высшему напряжению и составление расчетной схемы
Определение потоков мощности в сети
Расчет напряжений
Выбор ответвлений трансформаторов
Регулирование напряжения при помощи трансформаторов с РПН
Регулирование напряжения с помощью автотрансформаторов
Регулирование напряжения при помощи перераспределения потоков
Определение мощности компенсирующих устройств
Выбор ответвлений трансформаторов
Выбор дополнительных средств регулирования напряжения
Оформление результатов электрических расчетов
Расчет потокораспределения мощностей и напряжения
Уравнения узловых напряжений
Обращенная форма уравнений узловых напряжений
Определение коэффициентов уравнений узловых напряжений
Решение уравнений узловых напряжений методом итерации
Метод коэффициентов распределения
Расчет методом контурных уравнений
Расчет методом преобразования сети
Метод обобщенных контурных уравнений
Общая характеристика матричных методов расчета
Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ
Проектирование средств повышения экономичности
Основные мероприятия по увеличению пропускной способности
Естественное и экономичное распределение мощностей в замкнутых сетях
Выбор параметров трансформаторов с продольно-поперечным регулированием
Применение продольной компенсации в замкнутых сетях
Общий подход к компенсации реактивной мощности в электрической системе
Компенсация реактивных нагрузок в распределительных сетях
Компенсация реактивных нагрузок в питающих сложно замкнутых электрических сетях
Учет особенностей протяженных электропередач при проэктировании
Оптимальное соотношение капиталовложений
Учет емкостных токов линий электропередачи
Выбор основных параметров линии электропередачи
Проектирование механической части воздушных линий
Изыскания трасс воздушных линий
Выбор материала и типа опор
Определение удельных нагрузок
Определение критических пролетов
Систематический расчет проводов и тросов
Выбор и расчет грозозащитного троса
Расчет проводов и тросов в аварийных режимах
Расстановка опор по профилю трассы
Расчет переходов через инженерные сооружения
Расчет монтажных стрел провеса
Защита проводов и тросов от вибрации
Элементы проектирования криогенных систем электропередач
Задачи проектирования
Конструктивное исполнение криогенных линий электропередачи
Определение технико-экономических характеристик криогенных линий
Собственный расход мощности и энергии в криогенных линиях
Расчет и оптимизация конструктивных параметров криогенных линий
Обеспечение надежности работы криогенных линий
Пропускная способность криогенных электропередач
Электрические схемы криогенных электропередач
Определение параметров рефрижераторных станций криогенных линий
Технико-экономические показатели криогенных линий электропередачи
Определение условий совместной экономичной работы
Потери энергии в проводниках при глубоком охлаждении


Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ

Известно много программ расчета электрических режимов электрических сетей на ЭЦВМ, составленных различными организациями: Институтом электродинамики АН УССР, Киевским политехническим институтом, Энергетическим институтом Сибирского отделения АН СССР, ВНИИЭ АН СССР, Уральским политехническим институтом и др. Эти программы основаны на различных методах расчета режима и используют различные методы решения систем уравнений.
Дадим некоторые рекомендации по практическому проведению расчетов электрических режимов на ЭВМ применительно к программам Института электродинамики АН УССР, получившим наибольшее распространение на практике. Эти программы используют метод уравнений узловых напряжений, решение которых осуществляется методом ускоренной итерации.
Расчеты начинаются с подготовки схемы электрической системы. Каждая программа предусматривает возможность включения в схему не более определенного числа узлов и ветвей. Поэтому если в рассматриваемой схеме число узлов или ветвей превышает допустимое, то необходимо предварительно произвести преобразования и упростить схему.
Подготовка исходной информации для расчетов является ответственным этапом и требует большой внимательности. В составленной расчетной схеме производится нумерация узлов, которая в принципе может быть произвольной. Однако удобнее проводить расчеты тогда, когда соседние номера расположены рядом.
Всю исходную информацию, которая необходима для расчетов, можно разделить на три группы: общие данные, информация о ветвях и информация об узлах.
В общих данных указывается требуемая точность расчетов. Хотя ЭВМ позволяют получать очень высокую точность расчетов, в практических условиях приходится считаться с увеличением времени счета при повышении точности. В процессе итерационного расчета вычисления считают законченными, если результаты двух приближений, следующих друг за другом, отличаются менее, чем заданные в исходных данных величины. При выполнении расчета достигнутая точность контролируется по двум последующим приближениям продольной и поперечной составляющих напряжений (U' и U") во всех узлах схемы. Окончательный контроль производится путем проверки баланса активных и реактивных мощностей по первому закону Кирхгофа во всех узлах расчетной схемы.
Наибольшие небалансы сравниваются с величиной заданной точности:
активных мощностей; 2v, — сумма всех реактивных нагрузок,
сходящихся в узле с наибольшим небалансом реактивных мощностей; бРНб, 6Qe6 — максимально допустимые заданные величины небалансов активной и реактивной мощностей.
Заданная точность при расчете достигнута, если одновременно для всех узлов схемы соблюдаются условия:
В практических расчетах достаточная точность находится в следующих пределах: б£/точн=0,05—0,01 кВ; 6PH6=6Qh6= = 1—0,1 МВт (Мвар).
Кроме точности расчетов, в общих исходных данных указывают номер балансирующего узла и допустимые напряжения в нем, перечисляют все номинальные напряжения, встречающиеся в схеме, задают статические характеристики нагрузки, отличные от типовых.
В информации о ветвях схемы задаются параметры линий и трансформаторов. Линии представляются П-образиой схемой замещения. Продольные элементы схемы замещения линии электропередачи обычно представляются в виде сопротивлений.
В расчетах по разработанным программам активные проводимости линий не учитываются. Емкость линии может быть учтена проводимостью В либо сопротивлением -к-. Она может быть также представлена половинами зарядных мощностей, записанных в виде генерирующих реактивных мощностей на шинах подстанций.
Трансформаторы учитываются своими активными и реактивными сопротивлениями.
При необходимости учета потерь холостого хода они записываются в виде дополнительной нагрузки шин высшего или низшего напряжения подстанций..
Если сеть рассматривается без приведения сопротивлений к одному напряжению, то для каждого трансформатора дополнительно задается коэффициент трансформации. В проектных расчетах обычно устанавливают средние (номинальные) ответвления трансформаторов. При эксплуатационных расчетах имеется более полная информация, и могут быть приняты действительные коэффициенты трансформации.
. Следует отметить, что при такой форме задания исходной информации о ветвях требуется большая предварительная работа по ручному расчету сопротивлений и проводимостей линии электропередачи и трансформаторов. Поэтому целесообразно расчёт этих параметров поручить самой ЭВМ.
Нагрузки узлов в исходной информации представляются обычно постоянными мощностями или мощностями с учетом их изменения по статическим характеристикам. Статические характеристики учитываются в виде полиномов второй степени: где Рв, Qh — активные и реактивные мощности при номинальном напряжении 1/ы; Р, Q— мощности узла нагрузки при напряжении U, отличном от номинального.
Программы предусматривают возможность учета типовых статических характеристик, соответствующих узлам нагрузки со смешанным составом потребителей. Для узлов, у которых статические характеристики существенно отличаются от типовых, задаются свои коэффициенты а и Ь.
Отдельные узлы нагрузки могут быть введены в схему с фиксированным напряжением (опорные узлы). Это обычно узлы с крупными источниками реактивной мощности. Для них задаются активная мощность, модуль напряжения и допустимые пределы изменения реактивной мощности (Qmax —Qmln).
Генераторные узлы представляются постоянными активными и реактивными мощностями либо постоянной активной мощностью, фиксированным модулем и -допустимыми пределами изменения реактивной мощности.
Один из узлов в схеме принимается за балансирующий. Он покрывает всю разность между генерируемой и потребляемой частями энергосистемы. Для этого узла задаются только допустимые пределы изменения напряжения.
Для уменьшения затрат на подготовку исходной информации разработаны специальные программы автоматического поиска ошибок исходных данных. Они выявляют неверно представленные активные сопротивления, активные мощности, фиксированные напряжения и др. Идея работы программ заключается в том, что после ввода исходных данных производится проверка их соответствия физическому смыслу. Например, в электрических сетях 110—4500 кВ, как правило, R<X. Поэтому при неверной записи ЭВМ заметит обратное соотношение и укажет на соответствующую ветвь.
Общее время расчета на ЭВМ зависит от объема схемы и тяжести получаемого режима. Последний фактор связан со сходимостью итерационного процесса, которая существенно зависит от параметров схемы и параметров режима. По мере утяжеления режима сходимость ухудшается. Это особенно важно при проектных расчетах, когда заранее неизвестны даже приближенные режимы намеченного варианта схемы сети.
Практические расчеты сложных схем показывают, что по программам расчета на ЭВМ, использующим метод ускоренной итерации, сходимость обеспечивается достаточно хорошо, если отношение наименьшего напряжения в сети к наибольшему выше 0,7. При 0'min/£Anas==0,5-0,7 сходимость не гарантирована, а при (min/max<0,5 не обеспечивается.
Сходимость итерационных процессов зависит также от точно^ сти выбора начальных приближений напряжений в узлах. Чем ближе к истинным значениям принятые начальные приближения, тем быстрее сходится итерационный процесс.
В результате расчета на печать могут быть выведены напряжения во всех узлах, потоки мощности по всем ветвям и нагрузки узлов, суммарные потери активной и реактивной мощностей.