Оптимізація режиму розподільчої мережі по напрузі в сучасних умовах

Abstract

У статті розглянуто фрагмент реальної розподільчої електричної мережі напругою 35–110 кВ, яка складається з замкненої конфігурації мережі 110 кВ із відгалуженнями напругою 35 кВ. Використано реальні технічні параметри трансформаторів, встановлених у вузлах навантаження, а також характеристики проводів ліній електропередач. Для аналізу було враховано актуальні значення навантажень з врахуванням роботи альтернативних джерел енергії, під'єднаних до кожного з вузлів. Під впливом цих факторів деякі вузли навантаження перетворюються на генераторні. Отримана розрахункова схема заміщення цієї мережі з урахуванням як поздовжніх, так і поперечних параметрів. Розглянуто алгоритм розрахунків, який використовується для аналізу режимів роботи електричної мережі. Проведено числові розрахунки нормальних режимів роботи мережі за допомогою розрахункової програми, що дозволило дослідити вплив регулювання напруги на втрати електричної енергії. Зокрема, було досліджено, як впливає зміна рівня напруги в базисному та балансуючому вузлі мережі напругою 110 кВ на усталений нормальний режим роботи всієї мережі. Дослідження включає порівняльний аналіз втрат електричної енергії для різних компонент: активної та реактивної складових потужності. Такий підхід дозволяє зробити висновки щодо впливу заходів регулювання напруги на втрати електричної енергії. На основі виконаних розрахунків визначено кількісний та якісний вплив підвищення рівнів напруги у базисному вузлі на зменшення втрат електроенергії у всій мережі в цілому. Таким чином, було зроблено висновок про можливість оптимізації режиму роботи електричної мережі за напругою.

The article examines a fragment of a real distribution electrical network with a voltage level of 35–110 kV, consisting of a closed-loop 110 kV network with 35 kV branches. Real technical parameters of transformers installed at load nodes and the characteristics of power line conductors were used. The analysis took into account the actual load values, considering the operation of alternative energy sources connected to each node. Under the influence of these factors, some load nodes transform into generator nodes. A calculated equivalent circuit of this network was obtained, considering both longitudinal and transverse parameters. The calculation algorithm used for analyzing the operating modes of the electrical network is described. Numerical calculations of the normal operating modes of the network were performed using a simulation program, enabling the study of the impact of voltage regulation on electrical energy losses. Specifically, the study examined how changes in the voltage level at the base and balancing nodes of the 110 kV network affect the steady-state normal operation of the entire network. The research includes a comparative analysis of energy losses for different components: active and reactive power. This approach allows conclusions to be drawn regarding the influence of voltage regulation measures on energy losses. Based on the performed calculations, the quantitative and qualitative impact of increasing voltage levels at the base node on reducing energy losses across the entire network was determined. Thus, a conclusion was made about the potential for optimizing the operating mode of the electrical network through voltage regulation.