Учет статической устойчивости синхронных генераторов в задаче планирования оптимальных режимов собственных электростанций по реактивной мощности

Ольга Викторовна Газизова, Александра Владимировна Варганова, Алексей Вячеславович Малафеев, Николай Трофимович Патшин, Александр Ливиевич Карякин

Аннотация


При планировании нормальных режимов одной из задач является снижение потерь в электрической сети активной мощности на передачу реактивной при работе генераторов по электрическому графику. Снижения потерь можно достигнуть путем перераспределения реактивных мощностей, вырабатываемых генераторами. Однако реактивные мощности синхронных генераторов обуславливают их запас статической устойчивости и зависят от величины реактивных нагрузок, особенно включенных на генераторном напряжении, что ограничивает диапазон регулирования. В связи с изложенным задача определения оптимальных параметров режима генераторов для заданного диапазона реактивных нагрузок является актуальной. Разработан алгоритм, позволяющий определить оптимальный режим работы собственной электростанции по реактивной мощности с учетом реактивных нагрузок и запаса статической устойчивости, представляющий собой научную новизну. При создании алгоритма использовались методы последовательного эквивалентирования для расчета установившихся режимов, динамического программирования для оптимизации параметров режима и последовательного утяжеления для анализа статической устойчивости. Разработанный алгоритм положен в основу программного комплекса «КАТРАН», позволяющего произвести выбор оптимальных режимов и анализ статической устойчивости промышленных генераторов. Программный комплекс может быть применен при определении оптимальных режимов в крупных промышленных энергоузлах, содержащих собственные электростанции и распределенную нагрузку.


Ключевые слова


оптимальный режим; реактивная мощность; синхронный генератор; статическая устойчивость; потери мощности и электроэнергии

Полный текст:

PDF

Литература


Malafeev A.V., Kochkina A.V., Igumenshhev V.A., Varganov D.E., Kovalev A.D. Optimizatsiya ustano-vivshikhsya rezhimov promyshlennykh sistem elektrosnabzheniya s raznorodnymi generiruyushchimi istochni-kami pri reshenii zadach srednesrochnogo planirovaniya [Optimizing the Steady State of a Power System With Diverse Generators for Mid-Term Scheduling]. Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University Publ., 2013. 112 p.

Kochkina А.V. [Application of Dynamic Programming for Solving Optimum Distribution of Power Beet-wen the Heterogeneity of Its Own Power Genaration Source of Ferrous]. Since and Production of Ural, 2012, no. 8, pp. 204–209. (in Russ.)

Kochkina A.V., Malafeev A.V., Kurilova N.A., Netupsky R.P. [Turbo-Generator and Boiler Techno-Economic Models Obtaining of Industrial Power Plant]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electro-technical Systems and Complexes], 2013, no. 21, pp. 247–252. (in Russ.)

Malafeev A.V., Igumenshchev V.A., Khlamova A.V. [Obtaining Economic and Mathematical Models of Turbogenerators of Industrial Power Plants in Order to Optimize the Parameters of the Power Supply System]. El-ektrotekhnicheskie kompleksy i sistemy upravleniya [Electrical Complexes and Control Systems], 2009. no. 4, pp. 34–38. (in Russ.)

Varganova A.V. [About Optimization Methods of Power Supply System and Network Modes] Bulletin of South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2017, vol, 17, no. 3, pp. 76–85. (in Russ.) DOI: 10.14529/power170309

Aizenberg N.I., Stashkevich E.V., Voropay N.I. [Coordinating the Power Supplier and the Active Consu¬mer to Optimize Daily Load Schedule]. Izv. RAS. Energy [Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Power En-gineering], 2016, no. 3, pp. 15–25. (in Russ.)

Belyaev N.A., Korovkin N.V., Frolov O.V., Chudny V.S. [The study of Methods for Optimizing the Ope-rating Parameters of Energy Systems]. Electrical Engineering, 2013, no. 2, pp. 21–29. (in Russ.)

Zhang G., McCalley J., Wang Q. An AGC Dynamics-Constrained Economic Dispatch Model. IEEE Trans-actions on Power Systems, 2019, vol. 34, no. 5, pp. 3931–3940. DOI: 10.1109/tpwrs.2019.2908988

Xiufeng Shi, Shiguang Mu. Research on Measures to Improve Stability of the Power System. Applied Me-chanics and Materials, 2015, vol. 742, pp. 648–652. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.742.648

Satheesh A., Manigandan T. Maintaining Power System Stability with Facts Controller using Bees Algo-rithm and NN. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2013, vol. 49, iss. 1, pp. 38–47.

Harikrishna D., Srikanth N.V. Dynamic Stability Enhancement of Power Systems Using Neural-Network Controlled Static-Compensator. TELKOMNIKA, 2012, vol. 10, no. 1, pp. 9–16.

Mohamed Boudour, Abdelhafid Hellal. Mohamed Power System Dynamic Security Mapping Using Syn-chronizing and Damping Torques Technique. The Arabian Journal for Science and Engineering, 2005, vol. 30, number 1B.

Sujatha Er.S., Anitha Dr.R., Selvan Dr.P., Selvakumar Er.S. Transient Stability Enhancement of Tneb 400 kV Transmission Network with SVC. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2014,

vol. 63, iss. 1, pp. 85–91.

Rui Zhang, Yan Xu, Zhao Yang Dong, Kit Po Wong. Post-Disturbance Transient Stability Assessment of Power Systems by a Self-Adaptive Intelligent System. The Institution of Engineering and Technology IET Gener. Transm. Distrib., 2015, vol. 9, iss. 3, pp. 296–305.

Yosra Welhazi, Tawfik Guesmi, Imen Ben Jaoued, Hsan Hadj Abdallah. Power System Stability En-hancement Using FACTS Controllers in Multimachine Power Systems. J. Electrical Systems, 2014, pp. 276–291.

Hirofumi Akagi, Kenji Takahashi, Toshiaki Kobayashi, Hiroaki Sugihara, Takaaki Kai. Hirofumi Analy-sis of an Adjustable Speed Rotary Condenser for Power System Stabilization. Electrical Engineering in Japan, 2000, vol. 133, no. 1. DOI: 10.1002/1520-6416(200010)133:1<31::aid-eej4>3.0.co;2-a

Zhdanov, P.S. Voprosy ustojchivosti jenergeticheskih sistem [Questions of Stability of Power Systems]. Moscow, Energiya, 1979. 456 p.

Gazizova O.V., Malafeyev A.V., Kondrashova Yu.N. Determination of Limit Mode Parameters to Ensure Successful Resynchronization of Distributed Generation Units at Iron and Steel Works. Bulletin of South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2016, vol. 16, no. 4, pp. 12–22. (in Russ.) DOI: 10.14529/power160402

Gazizova O.V., Kondrashova Yu.N., Malafeyev A.V. Increase of Effective Management of Modes of Electric Power Plants Due to Forecasting of Static and Dynamic Stability at Change of Network Configuration. Electrotechnical Systems and Complexes, 2016, no. 3 (32), pp. 27–38. (in Russ.) DOI: 10.18503/2311-8318-2016-3(32)-27-38

Malafeev A.V., Bulanova O.V., Kondrashova YU.N. How Automatic Controllers of Industrial Generators Affect the Transients and Short Circuits and the Transition to Isolated Operation. Chief Power Engineer, 2011,

no. 3, pp. 26–29. (in Russ.)

Kondrashova Y.N., Gazizova O.V., Malapheev A.V. Increasing the Efficiency of Power Resource Ma-nagement as a Solution of Issues of the Power Supply System Stability. Proceedia Engineering, 2015, vol. 129,

pp. 759–763. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.100

Gazizova O.V., Malafeyev A.V., Kondrashova Y.N. Mathematical Simulation of the Operating Emergen-cy Conditions for the Purpose of Energy Efficiency Increase of Thermal Power Plants Management. IOP Confer-ence Series: Materials Science and Engineering. International Conference on Mechanical Engineering, Automa-tion and Control Systems 2015, MEACS 2015, 2016, p. 012056. DOI: 10.1088/1757-899x/124/1/012056




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190303

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.