Перераспределение потоков мощности между сечениями электрической сети устройствами продольной компенсации на основе преобразователей напряжения

Михаил Ефимович Гольдштейн, Николай Сергеевич Кононов, Алексей Олегович Шульгин

Аннотация


Максимальная передаваемая по линии электропередачи мощность ограничена допустимой токовой нагрузкой, определяющей нагрев линии. В связи с большой стоимостью строительства новых высоковольтных линий электропередачи возрастает роль повышения пропускной способности существующих линий. Становится экономически выгодным увеличивать передаваемую по линии мощность вплоть до ограничения по нагреву за счет применения различных устройств, в том числе на основе полностью управляемых элементов силовой электроники. К числу таких устройств можно отнести устройства продольной компенсации на основе преобразователя напряжения (УПК-ПН), которые позволяют перераспределять потоки мощности по параллельным сечениям электрической сети, предотвращая загрузку одних из них током выше допустимого и загружая другие. УПК-ПН могут быть выполнены как стационарными так и малогабаритными, что определяет их мобильность. Концепция малогабаритных устройств в последнее время получила активное развитие в России и за рубежом.

На примере 14-узловой тестовой схемы IEEE (модели установившихся режимов частей американской энергосистемы AEP напряжением 110 кВ и 220 кВ) рассмотрены особенности регулирования её режимов, выполнен анализ нормальных и послеаварийных режимов. Определено, что при отключении одной из линий электропередачи в сети возникает наиболее тяжелый послеаварийный режим, при этом режимные параметры выходят за допустимые пределы по термической стойкости проводов. Показано, что применение малогабаритных УПК-ПН позволяет минимизировать потери в нормальных режимах, а применение стационарных УПК-ПН позволяет разгрузить перегруженные ЛЭП в послеаварийных режимах, не прибегая к усилению существующих и строительству новых ЛЭП.


Ключевые слова


гибкие системы электропередачи переменного тока; устройство продольной компенсации; преобразователь напряжения; перераспределение потоков мощности

Полный текст:

PDF

Литература


Kochkin V.I., Shakaryan Yu.G. Primeneniye gibkikh (upravlyayemykh) sistem elektroperedachi peremen-nogo toka v energosistemakh [Application of Flexible AC Transmission Systems in Power Systems]. Moscow, To-rus Press Publ., 2011. 311 p.

Kochkin V.I. [New Technologies of Transmission Lines Capacity Improvement]. Electric Engineering News, 2010, no. 8, pp. 5–16. (in Russ.)

Kochkin V.I., Peshkov M.V., Romanenko D.V. [Voltage Source Converter as the Operated Element of Electrical Grids]. Izvestiya NIIPT [High Voltage Direct Current Power Transmission Research Institute Proceedings], 2004, no. 60, pp.128–146. (in Russ.)

Vijay K. Sood. HVDC and FACTS Controllers: Applications of Static Converters in Power Systems. Kluwer Academic Publ., 2009. 344 p.

Ryzhov Yu.P. Dal’niye elektroperedachi sverkhvysokogo napryazheniya [Large-Distance Ultrahigh Vol-tage Transmissions]. Moscow, Moscow Power Institute Publ., 2007. 488 p.

Hingorani N.G., Gyugyi L. Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. New York, IEEE Press, 2000. 432 p.

Divan D., Johal H. Distributed FACTS Devices – A New Concept for Realizing Grid Power Control. IEEE Trans. Power Electronics, 2007, vol. 22, no. 6, pp. 2253–2260. DOI: 10.1109/TPEL.2007.909252

Divan D., Brumsickle W.E., Schneider R.S., Kranz B., Gascoigne R.W., Bradshaw D.T., Ingram M.R., Grant I.S. A Distributed Static Series Compensator System for Realizing Power Flow Control on Existing Power Lines. IEEE Trans. on Power Delivery, 2007, vol. 22, no. 1, pp. 642–649. DOI: 10.1109/TPWRD.2006.887103

Panfilov D.I., Shakaryan Yu.G., Astashev M.G., Rashitov P.A., Antonov A.V. [Small devices for series compensation in overhead power lines]. Russian Electrical Engineering, 2017, no. 7, pp. 78–82. (in Russ.)

Barinov V.A., Manevich A.S., Murachev A.S. [Application of a New Class of Distributed Network Con-trolled Devices in Power Systems]. Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering, 2016, no. 3, pp. 3–14. (in Russ.)

Kononov N.S., Shulgin A.O., Goldstein M.E. [Specifics of using series compensators based on voltage source converters to control power grid parameters]. Elektroenergetika glazami molodezhi – 2018: mater. IX Mezhdunar. molod. nauch.-tekhn. konf. [Young Scientists’ Views of Power Engineering 2018: Proceedings of the Ninth International Scientific and Technical Conference]. Kazan, Kazan State Power Engineering University, 2018, vol. 3, pp. 93–95. (in Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190302

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.