Ставропольский государственный аграрный университет

Ставропольский государственный
аграрный университет
ЛЕКЦИЯ 7
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ
ЭНЕРГОСИСТЕМ И МЕТОДЫ ИХ
РЕШЕНИЯ
1
Ставропольский государственный
аграрный университет
Для
анализа
условий
работы
электроэнергетической системы трехфаз-ного
переменного тока необходим расчет ее
установившихся режимов, целью которого
определение величин узловых напряжений,
токов и потоков мощности в каждом элементе,
потерь мощности.
Рассчитывают
установившиеся режимы энергосистем обычно
для
случаев
максимальных
нагрузок,
минимальных нагрузок, послеаварийные и
ремонтные.
2
Ставропольский государственный
аграрный университет
• Для расчета установившихся режимов
реальной
энергосистеме
ставится
в
соответствие
схема
замещения,
представляющая собой совокупность схем
замещения
отдельных
ее
элементов,
соединенных между собой в той же
последовательности, что и в реальной схеме.
• При этом расчеты относительно сложных
расчетов
можно
свести
к
расчетам
элементарных процессов.
3
Ставропольский государственный
аграрный университет
Схемы
замещения
выбираются
в
зависимости от типов электрических сетей и
исследуемых процессов. Рассмотрение процесса
в дальних электропередачах может заменяться
исследованием
процессов
в
ряде
четырехполюсников, связанных между собой.
При расчете электрических сетей более низкого
напряжения (35 кВ и ниже), как правило,
учитывают
индуктивность
и
активное
сопротивление в виде одной схемы замещения с
сосредоточенными постоянными.
4
Ставропольский государственный
аграрный университет
• После того как схема замещения подобрана,
расчет состояния электрической системы
(режима) сводится к обычному известному из
курса
«Теоретические
основы
электротехники» расчету электрической цепи.
• Одной из особенностей инженерного расчета
является возможность его упрощения в
зависимости от поставленной задачи.
• Для анализа установившегося режима
электрической
системы
необходимо
составление
алгебраических
уравнений
связи.
5
Ставропольский государственный
аграрный университет
Рассмотрим
принципиальную
схему
простой
электроэнергетической
системы
(рисунок 1), содержащей две электростанции
(ЭС1, ЭС2) и три понизительные подстанции
(ПС1, ПС2, ПСЗ), связанных между собой
высоковольтными линиями электропередачи
(Л1-Л6) одинакового напряжения.
Суммарная
нагрузка
потребителей,
присоединенных
к
шинам
низшего
напряжения каждой из подстанций, условно
обозначена стрелками (SH1, SH2, SH3).
6
Ставропольский государственный
аграрный университет
7
Ставропольский государственный
аграрный университет
Отдельные элементы энергосистемы в
расчетах
установившихся
режимов
представляются
схемами
замещения,
состоящими из элементов электрической цепи:
источников напряжения или тока, а также
сопротивлений.
При
анализе
симметричных
установившихся
режимов
энергосистемы
трехфазного переменного тока величины,
характеризующие
схемы
замещения
её
элементов, представляются в комплексной
форме. Причем схемы замещения составляют
на одну фазу с нейтралью.
8
Ставропольский государственный
аграрный университет
• Например, эквивалентное комплексное
сопротивление двухполюсника относительно
входных зажимов
9
Ставропольский государственный
аграрный университет
• Генераторы (источники выработки электроэнергии) представляются на схеме замещения
активной Рг и реактивной мощностями Qг либо
модулем напряжения Uг на клеммах генератора и
его активной мощностью Рг.
• Нагрузка (потребители электроэнергии) может
быть представлена постоянными значениями
мощностей Р и Q или статическими характеристиками по напряжению:
10
Ставропольский государственный
аграрный университет
Статические характеристики можно
представить в виде полиномов
где а0, а1, а2, Ь0,Ь1, Ь2 - коэффициенты,
зависящие от состава нагрузок и класса
напряжения.
11
Ставропольский государственный
аграрный университет
12
Ставропольский государственный
аграрный университет
• Если нагрузка представляется поперечной
ветвью сопротивлений или проводимостей,
то для последовательного соединения
элементов
13
Ставропольский государственный
аграрный университет
• Для параллельного соединения элементов
14
Ставропольский государственный
аграрный университет
• Двухобмоточные
трансформаторы
представляются Т-образной или Г-образной
схемами замещения. Для практических
расчетов чаще используют Г-образную схему
замещения, в которой продольная ветвь
представлена активно-индуктивным сопротивлением обмоток трансформатора, как
правило, приведенным к ступени высокого
напряжения, и идеальным трансформатором.
Параметры схемы замещения определяют по
паспортным данным трансформатора.
15
Ставропольский государственный
аграрный университет
16