Выбор места установки и законов регулирования устройств продольной емкостной компенсации для повышения устойчивости электроэнергетической системы

Содержание

Введение

Глава 1. Актуальность, проблемы и задачи исследования

1.1. Проблемы обеспечения пропускной способности протяженных ЛЭП

1.2. Виды и характеристики протяженных ЛЭП

1.3. Факторы влияющие на пропускную способность ЛЭП

1.4. Возможные пути повышения пропускной способности ЛЭП

1.5. Выводы по главе 1

Глава 2. Существующие и перспективные способы и средства повышения пропускной способности протяженных ЛЭП

2.1. Существующие способы и средства пропускной способности протяженных ЛЭП

2.2. Перспективные способы и средства пропускной способности протяженных ЛЭП

2.3. Обзор применения установок продольной компенсации для задач повышения пропускной способности

2.4. Аппаратная реализация, параметры и характеристики установок продольной емкостной компенсации

2.5. Вывод по главе 2

Глава 3. Исследование влияния установки продольной компенсации на пропускную способность линий электропередачи.

3.1. Расчет параметров УПК.

3.2. Исследование места установки УПК на пропускную способность ЛЭП.

3.3. Исследование влияния мощности УПК на пропускную способность ЛЭП.

3.4. Вывод по главе 3

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Выбор места установки и законов регулирования устройств продольной емкостной компенсации для повышения устойчивости электроэнергетической системы

Направление: Электро- и теплоэнергетика

Специальность: 13.02.03 Электрические станции, сети и системы

ВВЕДЕНИЕ

Развитие электроэнергетической системы Российской Федерации на современном этапе характеризуется усилением территориальной разобщенности центров генерации и потребления электрической энергии, что обусловливает необходимость создания протяженных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения. Единая энергетическая система России объединяет энергорайоны, разделенные расстояниями в тысячи километров, что предъявляет повышенные требования к обеспечению устойчивости параллельной работы электрических станций и пропускной способности межсистемных и системообразующих линий электропередачи. В условиях либерализации электроэнергетического рынка и роста межсистемных перетоков мощности проблема повышения пропускной способности существующих ЛЭП и обеспечения статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы приобретает особую актуальность для АО «СО ЕЭС», ПАО «Россети» и ФСК ЕЭС.

Одним из наиболее эффективных технических решений, позволяющих увеличить пропускную способность воздушных линий электропередачи без строительства новых трасс, является применение устройств продольной емкостной компенсации (УПК). Данные устройства снижают индуктивное сопротивление линии, уменьшают потери активной мощности, улучшают статические и динамические характеристики электроэнергетической системы, повышают пределы передаваемой мощности по условиям статической и динамической устойчивости. Вместе с тем эффективность применения УПК существенно зависит от правильного выбора места их установки вдоль трассы линии электропередачи и применяемых законов регулирования степени компенсации. Неоптимальное размещение устройств продольной компенсации может привести к снижению технико-экономических показателей, возникновению резонансных явлений и нарушению устойчивости энергосистемы.

Актуальность темы исследования определяется необходимостью разработки научно обоснованных методов выбора места установки и законов регулирования устройств продольной емкостной компенсации для повышения устойчивости и пропускной способности электроэнергетических систем России, что соответствует приоритетным направлениям развития электросетевого комплекса, установленным Энергетической стратегией Российской Федерации на период до 2035 года и Стратегией развития электросетевого комплекса Российской Федерации.

Степень разработанности проблемы. Теоретические основы применения устройств продольной компенсации в электроэнергетических системах заложены в трудах отечественных ученых НИУ «МЭИ», ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», института электроэнергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН. Вопросы повышения устойчивости и пропускной способности линий электропередачи с применением УПК рассмотрены в работах исследователей АО «НТЦ ФСК ЕЭС», АО «Институт «Энергосетьпроект». Вместе с тем вопросы оптимального выбора места установки УПК и законов регулирования степени компенсации с учетом специфики режимов работы современных электроэнергетических систем требуют дальнейшего исследования.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка технически обоснованных рекомендаций по выбору места установки и законов регулирования устройств продольной емкостной компенсации для повышения устойчивости и пропускной способности электроэнергетической системы.

Задачи исследования:

• проанализировать проблемы обеспечения пропускной способности и устойчивости протяженных линий электропередачи в современных условиях функционирования электроэнергетической системы России;
• изучить существующие и перспективные способы и средства повышения пропускной способности протяженных ЛЭП с применением устройств продольной компенсации;
• рассмотреть аппаратную реализацию, технические параметры и характеристики устройств продольной емкостной компенсации, применяемых в отечественной электроэнергетике;
• выполнить расчет параметров устройства продольной компенсации для конкретной линии электропередачи с учетом нормативных требований ПУЭ и стандартов АО «СО ЕЭС»;
• исследовать влияние места установки УПК на пропускную способность и устойчивость линии электропередачи методами математического моделирования;
• разработать рекомендации по выбору оптимального места установки и мощности устройств продольной компенсации для повышения эффективности их применения в электроэнергетических системах.

Объект исследования – устройства продольной емкостной компенсации в составе протяженных линий электропередачи электроэнергетической системы.

Предмет исследования – влияние места установки и законов регулирования устройств продольной емкостной компенсации на пропускную способность и устойчивость электроэнергетической системы.

Методологическая база исследования включает теоретические основы электрических систем и сетей, методы расчета установившихся режимов и статической устойчивости электроэнергетических систем, положения нормативно-технических документов: ПУЭ 7-е издание, Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации (утв. Приказом Минэнерго России № 229), ГОСТ Р 58669-2019, стандарты организации АО «СО ЕЭС» и нормативные документы ПАО «Россети».

Научная новизна работы заключается в систематизации подходов к выбору места установки устройств продольной компенсации и обосновании технических решений по регулированию степени компенсации с учетом современных требований к устойчивости электроэнергетических систем.

Теоретическая значимость исследования состоит в обобщении теоретических и методических основ применения устройств продольной емкостной компенсации для повышения пропускной способности и устойчивости линий электропередачи.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования разработанных

…