Дослідження режимів роботи та їх оптимізація для фрагменту електромережі ПрАТ «Закарпаттяобленерго» за умови її перспективного розвитку
Автор: Підгорна Тетяна Миколаївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електричні системи і мережі
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Сучасний стан розподільних та живлячих електричних мереж України, потребує значних покращень основних техніко-економічних характеристик та виконання різних видів робіт (оптимізації, реконструкції, модернізації чи технічного переоснащення) [1], що обумовлено високою ступінню фізичного і морального старіння (зношення) електрообладнання; значними втратами електричної енергії до 15 %; низьким рівнем автоматизації об`єктів електричних мереж [2-5]. Втрати електроенергії є одним із найважливіших показників стану ЕЕС. Значення втрат електроенергії близько 10 % можна вважати максимально допустимим з точки зору фізики процесу транспортування і розподілу електроенергії. У наш час значення втрат електроенергії іноді сягає 20-25 % [2]. Метою даної роботи є зменшення втрат активної потужності в фрагменті досліджуваної електричної мережі за рахунок оптимального керування та розроблення пропозицій щодо подальшого їх розвитку. У магістерській кваліфікаційній роботі розглядаємо питання оптимізації перетоків реактивної потужності, підтримання необхідного рівня напруг у вузлах схеми, забезпечення оптимальної структури фрагменту електричної мережі ПрАТ «Закарпаттяобленерго». Дана робота спрямована на підвищення ефективності роботи електромережі з точки зору мінімізації втрат активної потужності [3]. Під час досліджень було розглянуто ділянку електричної мережі 110-35 кВ ПрАТ "Закарпаттяобленерго", яка складається з 5 підстанцій 110 кВ («Ужгород-1 110/35/10 кВ», «Ужгород-8 110/10 кВ», «Ужгород-6 110/35/10 кВ», «Ужгород-5 110/10 кВ», «Ужгород-2 110/35/10 кВ» ); 8 підстанцій 35 кВ; повітряних ліній електропересилання 110 кВ та 35 кВ. Об’єкт дослідження – фрагмент електричної мережі 110-35 кВ ПрАТ «Закарпаттяобленерго». Предмет дослідження – усталені режимів роботи досліджуваного фрагменту електричної мережі та їх оптимізація. Мета дослідження – встановлення умов функціонування ділянки електричної мережі 110-35 кВ ПрАТ «Закарпаттяобленерго» за різних режимів її роботи, оцінка ефективності застосування пристроїв компенсації реактивної потужності, аналіз впливу джерел генерації, визначення рекомендованих величин напруг на шинах підстанцій мережі. За результатами досліджень бачимо, що зростання напруги балансувального вузла до рівня 1,15Uном практично не впливає на зміну сумарних технологічних втрат активної потужності. Аналіз зміни складових втрат активної потужності за зростання напруги балансувального вузла відносно номінальної показує, що шляхом централізованого регулювання напруги на ПС «Ужгород-1» досягається зміна технологічних втрат активної потужності з 0,888 МВт до 0,878 МВт, тобто всього на 1,1%. Тому такий захід щодо зменшення втрат активної потужності для досліджуваної ділянки електромережі ПрАТ «Закарпаттяобленрго» є малоефективним. Ведення режиму цієї електромережі необхідно проводити виходячи із забезпечення заданих рівнів напруг на шинах віддалених споживачів. Проаналізовано доцільність встановлення пристроїв компенсації реактивної потужності. Для досліджуваної ділянки електромережі можливим є встановлення БСК орієнтовною потужністю 3 Мвар на шинах 10 кВ ПС «Концево» та на шинах 10 кВ ПС «Ужгород-3». Застосування такої компенсації реактивної потужності дозволить зменшити втрати активної потужності з 0,896 МВт до 0,869 МВт, тобто лише на 3%. Однак, встановлення пристроїв компенсації реактивної потужності в електромережах вимагає додаткових капіталовкладень та зміни ведення режимів мережі, а тому потребує додаткового техніко-економічного обґрунтування. Результати дослідження впливу розмикання замкнених контурів показують, що оптимальною є робота мережі із усіма замкнутими контурами, оскільки тоді втрати активної потужності будуть мінімальними. Порівнюючи результати розрахунку впливу джерел розосередженої генерації (вимкнення Ужгородської ГЕС та СЕС Часлівці) бачимо, що вони можуть призводити як до покращення ведення режимів (Ужгородська ГЕС), так і до погіршення (СЕС Часлівці). Саме тому, під час проектування розвитку електромереж доцільно виконувати прогнозування місць встановлення та потужності джерел розосередженої генерації. Із результатів розрахунків впливу спорудження додаткових джерел розосередженого генерування у запропонованих нами точках мережі, можемо зробити висновок, що ці джерела здійснюють позитивний вплив на функціонування мережі та сприяють зменшенню втрат активної потужності. Оптимальним є одночасне спорудження джерел генерації на ПС «Концево», ПС «Ужгород-3», ПС «Ужгород-5» потужністю по 10 МВт, оскільки тоді втрати активної потужності є мінімальними. Ключові слова: усталений режим, електрична мережа, регулювання напруги, компенсація реактивної потужності, оптимізація режимів. Перелік використаних літературних джерел. 1. Правила улаштування електроустановок. Видання офіційне. Міненерго вугілля України. – Х.: Видавництво «Форт», 2017. – 760 с. 2 Сегеда М.С. «Електричні мережі та системи». [Підручник]. Третє видання, доповнене і перероблене. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015 р. – 540 с. 3. Нормування технологічних втрат електроенергії на передачу в електричних мережах 154-0.38 кВ: Методичні вказівки / ГКД 34.09.104-96. Чинний від 1995. 06.03-73с. 4. Z. Bakhor, A. Kozovyi, H. Lysiak, A. Yatseiko. Improvement of 6/10 kV distribution power networks efficiency. Energy Eng. Control Syst., 2018, Vol. 4, No. 2, pp. 65 – 72. https://doi.org/10.23939/jeecs2018.02.065 5. Журахивский А.В., Бахор З. М., Яцейко А.Я., Гапанович В.Г. Формирование стратегии повышения эффективности работы распределительных электрических сетей на предпроектной стадии // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2019. – Том 62, № 2 (2019). – С. 155–167. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-2-155-167