Анализ влияния климатических факторов на допустимые перетоки активной мощности в энергосистемах
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2024-1-105-114Ключевые слова:
электроэнергетическая система, допустимый переток мощности, утяжеление режима, внутренняя температурная коррекция, уравнение теплового баланса, моделированиеАннотация
Рассмотрены вопросы учета влияния внешних факторов (скорости и угла атаки ветра, солнечной радиации и др.) на допустимые перетоки активной мощности в контролируемых сечениях энергосистем. Работы, связанные с учётом климатических факторов, в основном посвящены вопросам уточнения потерь активной мощности и расчету установившегося режима. В настоящей работе затронуты вопросы недостаточности существующих подходов при определении допустимых перетоков активной мощности в энергосистемах. Основная цель представленного исследования заключена в анализе степени влияния климатических факторов на допустимые перетоки активной мощности. Использованы методы численного моделирования утяжелённых режимов энергосистем с учётом влияния климатических факторов на допустимые перетоки активной мощности. Моделирование проведено в различных программных комплексах, в том числе RastrWin3 и Mathcad (реализация метода внутренней температурной коррекции для расчёта допустимых перетоков активной мощности с учётом технических ограничений). Результаты численных экспериментов показали, что при наиболее худших условиях охлаждения наблюдается снижение величины допустимого перетока активной мощности в контролируемом сечении, с учётом технических ограничений, на величину от 4,8 до 18,7 % в зависимости от тестовой схемы. При значительных скоростях ветра (3 м/с) и различных углах атаки ветра ситуация кардинально меняется, и допустимый переток активной мощности увеличивается на величину от 17,4 до 42,4 % в зависимости от тестовой схемы. Проведённые расчёты показали, что при учёте климатических факторов значительно изменяется допустимый переток активной мощности в контролируемом сечении, что может привести к ошибкам в планировании электрических режимов энергосистем.
Библиографические ссылки
Обоскалов В.П., Герасименко А.А. Определение предела мощности, передаваемой по линии электропередачи, при оценке балансовой надежности электроэнергетических систем // Электричество. 2023. № 7. С. 6-19. DOI 10.24160/0013-5380-2023-7-6-19.
Аюев Б.И., Давыдов В.В., Ерохин П.М. Оптимизационная модель предельных режимов электрических систем // Элек-тричество. 2010. № 11. С. 2 – 12.
Аюев Б.И., Давыдов В.В., Ерохин П.М. Оптимизационные вычислительные модели предельных режимов электриче-ских систем для заданного направления утяжеления // Электричество. 2010. № 12. С. 2 – 7.
Поляков И.А. Упрощенный метод определения допустимых перетоков активной мощности в контролируемых сечени-ях энергосистем // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 10. С. 35 – 45.
Александров А.С., Максименко Д.М., Неуймин В.Г. Расчет максимально допустимых перетоков в системе мониторин-га запасов устойчивости // Изв. НТЦ Единой энергетической системы. 2014. № 1(70). С. 13 – 23.
Weedy B.M. et al. Electric Power Systems. John Willey & Sons, 2012, 514 p.
Calculation of optimal load margin based on improved continuation power flow model / X. Dong [et al.] // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2018. Vol. 94. pp. 225–233. DOI: 10.1016/j.ijepes.2017.07.004
A pragmatic method to determine transient stability constrained with interface real power flow limits via power system scenario similarity / X. Liu [et al.] // CSEE Journal of Power and Energy Systems. vol. 6. no. 1. pp. 131-141. DOI: 10.17775/CSEEJPES.2019.01420.
Ali M., Dymarsky A., Turitsyn K. Transversality enforced Newton–Raphson algorithm for fast calculation of maximum loadability // IET Generation, Transmission & Distribution. 2017. V.12. no 8. pp. 1729-1737. DOI: 10.1049/iet-gtd.2017.1273
Шепелев А.О. Применение метода внутренней температурной коррекции для расчёта установившихся режимов элек-троэнергетических систем с учётом тепловых процессов в элементах // Промышленная энергетика. 2020. № 9. С. 9 – 19. DOI: 10.34831/EP.2020.41.23.002.
Girshin S.S., Shepelev A.O. Development of Improved Methods for Calculating Steady States of Power Systems Taking Into Account the Temperature Dependence of the Resistances of the Overhead Transmission Lines. Power Technology and Engineering, 2020, Vol. 54, no. 2, Pp. 232-241. DOI: 10.1007/s10749-020-01196-w.
Frank S., Sexauer J., Mohagheghi S. Temperature-Dependent Power Flow // IEEE Transactions on Power System. 2013. Vol. 28. no. 4. Pp. 4007-4018. DOI: 10.1109/TPWRS.2013.2266409.
Войтов О.Н., Попова Е.В. Алгоритм учета температуры провода при расчете потокораспределения в электрической сети // Электричество. 2010. № 9. С. 24 – 30.
Войтов О.Н., Попова Е.В., Семенова Л.В. Алгоритмы расчета токораспределения в электрических сетях // Электриче-ство. 2013. № 3. С. 19 – 26.
Баламетов А.Б., Халилов Э.Д. Моделирование режимов электрических сетей на основе уравнений установившегося режима и теплового баланса // Энергетика. Изв. вузов и энергетических объединений СНГ. 2020. № 1(63). С. 66 – 80. DOI: 10.21122/1029-7448-2020-63-1-66-80
Шведов Г.В., Щепотин А.С. Об уточнении расчетов нагрузочных потерь электроэнергии в проводах воздушных линий электропередачи // Электротехника. 2020. № 6. С. 52 – 57.
Шведов Г.В., Азаров А.Н. Оценка влияния метеоусловий на годовые нагрузочные потери электроэнергии в проводах воздушных линий // Электричество. 2016. № 2. С. 11 – 18.
Воротницкий В.Э., Туркина О.В. Оценка погрешностей расчёта переменных потерь электроэнергии в ВЛ из-за неучёта метеоусловий // Электрические станции. 2008. № 10. С. 42 – 49.
Уточнения к основам теории нагревания проводов воздушных линий электропередачи / Е.П. Фигурнов, Ю.И. Жарков, Т.Е. Петрова, А.Б. Кууск, А.Н. Щуров, А.С. Засыпкин (мл.), А.Д. Тетерин // Изв. вузов. Электромеханика. 2013. № 1. С. 36 – 40.
Расчёт установившейся температуры провода воздушной линии электропередачи / А.С. Засыпкин и др. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2015. № 2. С. 58 – 63. DOI: 10.17213/0321-2653-2015-2-58-63.
Данилов М.И., Романенко И.Г. Определение потоков мощности и температуры проводов электрической сети устано-вившегося состояния энергосистемы // Электрические станции. 2022. № 7(1092). С. 25 – 37.
Васьковская А.В., Шепелев А.О., Шепелева Е.Ю. Определение максимально допустимого перетока активной мощности в сечении с учетом тепловых режимов линий электропередачи // Вестник Югорского гос. ун-та. 2023. № 1(68). С. 131 – 138. DOI 10.18822/byusu202301131-138.
Математическая модель расчёта потерь мощности в изолированных проводах с учётом температуры / С.С. Гиршин и др. // Омский научный вестник. 2009. № 3(83). С. 176 – 179.
Shepelev A.O., Petrova E.V., Sidorov O.A. Consideration of Active Resistances Temperature Dependency of Power Trans-formers when Calculating Power Losses in Grids // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Moscow. Russia. 2018. pp. 1 – 5. DOI: 10.1109/ICIEAM.2018.8728811.
The IEEE Reliability Test System – 1996. A report prepared by the Reliability Test System Task Force of the Application of Probability Methods Subcommittee / C. Grigg [et. al.] // IEEE Transactions on Power System. 1999. Vol. 14. no. 3. pp. 1010 – 1020. DOI: 10.1109/59.780914.
Петрова Е. В. Оценка влияния солнечной радиации на нагрузочные потери активной мощности в высокотемператур-ных и самонесущих изолированных проводах линий электропередачи // Изв. Транссиба. 2019. № 3(39). С. 134 – 145.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
