Глава вторая
МЕТОДЫ И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
- РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНЫХ ПОТЕРЬ В ТРАНЗИТНЫХ СЕТЯХ
Трудности расчета потерь электроэнергии в транзитных сетях обусловлены значительными изменениями передаваемой по ним мощности, слабо прогнозируемыми на длительные интервалы времени. Это затрудняет использование в расчетах интегральных или усредненных характеристик режимов (электроэнергии, переданной за рассматриваемый период, средних нагрузок и т. п.). Единственным способом получения результата с приемлемой точностью являются оперативные расчеты потерь мощности по данным телеизмерений нагрузок и текущее их суммирование.
Наиболее простым методом таких расчетов является метод поэлементного расчета. Формула (1.12) позволяет рассчитывать нагрузочные потери в сети по данным о токовых нагрузках элементов. Затраты времени ЭВМ на проведение таких расчетов пренебрежимо малы. Программа для ЭВМ может быть разработана службой АСУ энергосистемы с учетом конкретных особенностей последней. Опыт функционирования такой программы имеется, например, в Латвглавэнерго. Литовглавэнерго, Иркутскэнерго. Опыт Латвглавэнерго описан в [13].
Погрешности определения потерь методом поэлементного расчета зависят от достоверности сопротивлений R, частоты расчетов N (1 раз в час) и продолжительности расчетного периода Т. Чем больше частота расчетов, тем более достоверно расчетные потери мощности в момент времени t отражают средние се потери в промежутке между замерами. Чем больше продолжительность расчетною периода, тем меньше погрешность в потерях электроэнергии в связи с частичной компенсацией погрешностей в потерях мощности при их суммировании. Неточности в сопротивлении R имеют как систематическую, так и случайную погрешности. Первая определяется неточностью данных о длине линии, вторая — зависимостью R от температуры провода, меняющейся при изменении метеоусловий и токовой нагрузки элемента.
Среднеквадратичная случайная погрешность расчета потерь электроэнергии в т элементах за время Г, ч, при использовании сопротивлений, приведенных к среднегодовой температуре, может быть определена по формуле, %,
(2.1)
исходящей из полученной расчетом оценки среднеквадратичной погрешности определения потерь в одном элементе около 7% для случая Т = 1 и N = 12 (расчет проводится каждые 5 мин). Из (2.1) следует, что при расчете потерь за месяц (Т = 720 ч) случайная погрешность пренебрежимо мала даже для одного элемента.
Для оценки погрешностей в значениях R необходимо проводить специальные исследования.
Если имеются данные телеизмерений, позволяющие определять нагрузки подстанций, то для расчета потерь мощности в сети необходимо проводить оперативные расчеты ее режимов. Как правило, это приводит к большим затратам времени ЭВМ. Поэтому при разработке программ таких расчетов стремятся сократить время вычислений за счет эквивалентирования сети (что позволяет рассчитывать потери мощности в ней без расчета параметров режима во всех ее узлах) или получения потерь мощности в текущих режимах исходя из их значения в предварительно рассчитанных базовых режимах и оценки их изменения при изменении нагрузок.
Для проведения оперативных расчетов потерь рекомендуется использовать следующие программы.
- Программу ЛОТОС или РПБ разработки Уралтехэнерго, которые на основании результатов расчета двух установившихся режимов электрической сети рассчитывают коэффициенты В для последующего расчета потерь мощности в каждом режиме по формуле
(2.2)
где m — число узлов, из которых поступают данные телеизмерений; Р и Q активная и реактивная нагрузки узла.
Обычно число m много меньше общего числа узлов сети, так как в m включаются лишь узлы, нагрузка которых изменяется значительно. Расчет по (2.2) требует весьма малого времени ЭВМ — около 5 с за сутки.
Расчет коэффициентов В, общее число которых в соответствии с (2.2) составляет 3т2+т, производит подпрограмма ЛОТОС-Б, используя данные расчета режимов по программе RGM-600. Текущие расчеты по (2.2) выполняет подпрограмма ЛОТОС-П. Точность расчета потерь определяется количеством характерных режимов, для которых вычислены свои значения коэффициентов В.
Максимальный объем рассчитываемой сети: 700 узлов, 800 ветвей, число узлов с телеизмерениями т=25.
Объем памяти для программы ЛОТОС-Б — 260 Кбайт, для ЛОТОС-П- 60 Кбайт. Время расчета коэффициентов В для сети максимального объема не превышает 15 мин для ЭВМ ЕС 1022.
- Программа ”План-2” разработки ВЦ ГТУ [35] осуществляет расчет потерь мощности в текущих режимах на основании их расчета для базового режима ∆Рбаз и производных от потерь мощности по нагрузкам узлов σ:
(2.3)
где δ— изменение мощности в i-м узле по сравнению с базовым
режимом.
Для данной программы требуются данные о нагрузках всех узлов сети.
Погрешности расчета потерь электроэнергии с использованием программ ЛОТОС и ”План-2” определяются тем, насколько коэффициенты В (или значения σ;·), вычисленные для базовых режимов, соответствуют текущим значениям нагрузок. Исследования, проведенные разработчиками программы ”План-2”, показали, что максимальная погрешность вычисления потерь мощности в различных режимах по значениям σ, определенным для базового режима, не превышает 6%. Поэтому среднеквадратичная погрешность вычисления потерь электроэнергии за период Т, ч, может быть определена по формуле
(2.4)
где N — частота расчетов, 1 /ч.
- Программа ДОН, разработанная Донтехэнерго, осуществляет оперативные ежечасные расчеты потерь мощности в сети по данным о нагрузках узлов, получаемым с помощью телеизмерений. Данные о нагрузках узлов, не оснащенных телеизмеряющей аппаратурой, программа формирует сама на основании предварительно определенной регрессионной зависимости между суммарной нагрузкой района и нагрузками отдельных узлов. Схема сети для каждого расчета формируется по данным телесигнализирующей аппаратуры. Каждый расчет производится по полной схеме сети.
Максимальный объем сети: 230 узлов, 300 ветвей. Время счета 24 режимов для сети предельного объема — 1 ч.
Программа включает в себя:
подпрограммы ввода и корректировки исходной информации о режимах параметрах и схеме сети;
подпрограмму обработки телеинформации о режимных параметрах сети;
подпрограмму получения псевдоизмерений (косвенной оценки недостающих исходных данных);
подпрограмму синтеза расчетной схемы замещения;
подпрограмму расчета потокораспределения и потерь электрической энергии.
Для расчета потокораспределения применен метод оценивания состояния сети (использован блок статистического оценивания состояния сети ЗАМЕР). Программа предназначена для работы в составе вычислительной системы 4М 6000-ЕС 1040.
- Программа ИДК-2, разработанная в Ставропольском политехническом институте, на основании предварительного расчета серии рабочих режимов сети (нс менее 30 режимов) определяет регрессионные зависимости потерь мощности и электроэнергии от основных влияющих факторов. В качестве факторов используются: па уровне РЭУ — нагрузки ПЭС и межсистемные перетоки; на уровне ПЭС - суммарная нагрузка ПЭС и перетоки мощности между ПЭС.
Определение потерь мощности и электроэнергии с использованием полученной зависимости может выполняться на мини-ЭВМ, куда поступают данные телеизмерений используемых факторов.
Максимальный объем исходной сети определяется используемой программой расчета рабочего режима сети. Время расчета коэффициентов регрессионной зависимости не превышает 1 мин. Расчет потерь мощности по полученной зависимости занимает не более 1 с.