POLITECHNIKA ŁÓDZKA

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI

SPRAWOZDANIE Z SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH

ĆWICZENIE NR 204

„Analiza pracy wielonapięciowej sieci elektroenergetycznej w stanach ustalonych za pomocą maszyny cyfrowej”

Jacek Malczewski

Nr albumu: 153635

STUDIA: Niestacjonarne 2 stopnia (zaoczne)

KIERUNEK: Elektrotechnika

SPECJALNOŚĆ: Elektroenergetyka

ROK AKADEMICKI: 2008/09

SEMESTR: II

1. CEL ĆWICZENIA.

Celem ćwiczenia jest analiza pracy ustalonej dużych, wielonapięciowych, zamkniętych sieci elektroenergetycznych, za pomocą programu obliczeniowego na komputerze.

Analiza ta polega na :

• wyznaczeniu napięć węzłowych,

• obliczeniu rozpływów mocy czynnej i biernej,

• określeniu strat mocy w poszczególnych gałęziach oraz w całej sieci,

• wykonaniu zmian w konfiguracji i zmian parametrów rozpatrywanej sieci oraz wyciąganiu wniosków na podstawie wymienionych operacji.

2. ZADANIE DO OBLICZEŃ ROZPŁYWOWYCH.

Dane układu przesyłowego są następujące:

- linia 400kV ( gałąź G 10)

R'=0,0276 Ω/km; X'=0,412 Ω/km; B'=3,32*10-3 mS/km; l=200 km

- linie 220kV

R'=0,552 Ω/km; X'=0,428 Ω/km; B'=2,76*10-3 mS/km

gałęzie G 15, G 24 - 120 km

gałęzie G 16, G 17 - 40 km

gałąź G 18 - 80 km

gałąź G 13 - 100 km

gałąź G 21 - 60 km

gałąź G 22 - 140 km

gałąź G 23 - 120 km

- transformatory w gałęziach G 11 i G 12:

Możliwość regulacji poprzecznej:

Schemat sieci przedstawia się następująco:

- obciążenie węzłów odbiorczych:

Numer węzła	1	2 i 3	5	7	9
P [MW]	120	0	350	260	260
Q [Mvar]	80	0	240	80	180

- parametry węzłów generacyjnych:

Numer węzła	6	8
U [kV]	244	236
P [MV]	260	345

- Węzłem bilansującym jest węzeł numer 4, w którym
,

Obliczenie parametrów zastępczych sieci.

Linia 400kV - G10

Linie 220kV:

Linia	L [km]	R [Ω]	X [Ω]	B [mS]
G15, G24	120	6,624	51,36	3,312E-01
G16, G17	40	2,208	17,12	1,104E-01
G18	80	4,416	34,24	2,208E-01
G13	100	5,52	42,8	2,760E-01
G21	60	3,312	25,68	1,656E-01
G22	140	7,728	59,92	3,864E-01
G23	120	6,624	51,36	3,312E-01

Transformatory w gałęziach G11 i G12

Obliczenia wykonano w programie Rozak22. Typy węzłów - modele odbiorów oznaczone są następująco:

• 1 - węzeł bilansujący,

• 2 - węzeł P, Q stało mocowy,

• 3 - węzeł P, V stało napięciowy

Rys. 1 Wprowadzone dane gałęziowe.

Rys. 2 Wprowadzone dane węzłowe.

Wyniki dla tak skonfigurowanej sieci pokazano na Rys. 3.

Rys. 3 Rozpływ mocy - wyniki.

Zadanie polegało na regulacji generacji (dotycząca węzłów dopływowych), czyli regulacja mocą czynną w różnych konfiguracjach, w celu minimalizacji całkowitych strat. Zmiany mocy czynnej mają odbywać się w taki sposób, aby całkowita moc w regulowanych węzłach była stała. Węzły dopływowe to 4, 8, 6. Ponieważ węzeł nr 4 jest węzłem bilansującym, regulacja mocy czynnej wykonana została w pozostałych dwóch węzłach. Wstępną regulację mocy przeprowadzono według Tabela 1. Jak widać najmniejsze straty wystąpiły dla parametrów sieci, pomiędzy punktami 9 a 11. W przedziale tym zwiększono krok iteracji, co 10 MW (Tabela 2). Otrzymane w ten sposób wyniki wskazały, iż minimalne straty mocy są dla konfiguracji w pobliżu punktu 5. Przeprowadzone dalsze obliczenia w programie Rozak22 wskazały, że najmniejsze całkowite straty mocy czynnej w badanym fragmencie sieci elektroenergetycznej wynoszą 15,029MW. Całkowity przebieg regulacji generacji przedstawiono w Tabela 3.

Tabela 1 Minimalizacja strat całkowitych - regulacja zgrubna z krokiem 40 MW.

Lp.	P6 [MW]	P8 [MW]	straty całkowite ∆P [MW]
1	260	345	15,463
2	0	605	26,355
3	40	565	23,680
4	80	525	21,383
5	120	485	19,451
6	160	445	17,877
7	200	405	16,654
8	240	365	15,775
9	280	325	15,235
10	320	285	15,031
11	360	245	15,160
12	400	205	15,620
13	440	165	16,410
14	480	125	17,531
15	520	85	18,985
16	560	45	20,720
17	600	5	22,896
18	605	0	23,186

Tabela 2 Minimalizacja strat całkowitych - Krok iteracji 10 MW.

Lp.	P6 [MW]	P8 [MW]	straty całkowite P [MW]
1	290	315	15,153
2	300	305	15,091
3	310	295	15,051
4	320	285	15,031
5	330	275	15,032
6	340	265	15,054
7	350	255	15,096

Tabela 3 Całkowity przebieg regulacji generacji.

		ETAP 1			ETAP 2					ETAP 3
Lp.		P6 [MW]	P8 [MW]	∆P [MW]
1		260	345	15,463
2		0	605	26,355
3		40	565	23,68
4		80	525	21,383
5		120	485	19,451
6		160	445	17,877
7		200	405	16,654
8		240	365	15,775
9		280	325	15,235	Lp.		P6 [MW]	P8 [MW]	∆P [MW]
					1		290	315	15,153
														2		300	305	15,091
										3		310	295	15,051	Lp.	P6 [MW]	P8 [MW]	∆P [MW]
															3	317	288	15,035
																				2	318	287	15,033
																				1	319	286	15,032
10	320		285	15,031	4	320		285	15,031
										4	321	284	15,03
																				5	322	283	15,029
																				6	323	282	15,029
																				7	324	281	15,029
																				8	325	280	15,029
																				9	326	279	15,029
																				10	327	278	15,03
																				11	328	277	15,03
																				12	329	276	15,031
										5	330		275	15,032
										6	340		265	15,054
										7	350		255	15,096
11	360		245	15,16
12	400		205	15,62
13	440		165	16,41
14	480		125	17,531
15	520		85	18,985
16	560		45	20,72
17	600		5	22,896
18	605		0	23,186

---