POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Przesył energii elektrycznej

Badanie rozpływu mocy w liniach wysokiego napięcia dwustronnie zasilanych.

Kopczyk Władysław

Kępa Robert

3 ENDI

1.Sieć z jednym generatorem-rozpływ mocy.

Area 1 - Home

Number of Buses: 2

Total Load: 250,0 MW 80,0 MVAR

Total Generation: 0,0 MW 0,0 MVAR

Losses: 6,8 MW 19,3 MVAR

Actual Tie Line Flow: -256,8 MW To Area 2

Unserved Load: 0,0 MW

Interchange Error: -2,57

Tie Lines for Area 1 - Home

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter
3 2 1 1 -119,5 -50,1 2,5 8,4 1
2 2 1 1 -137,3 -49,2 4,3 10,6 1

Bus Information for Area 1 - Home

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt
2 2 1 345 150 50 0 0 0,95 -3,6 0
3 3 1 345 100 30 0 0 0,96 -3,1 0

Load Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR
2 1 1 1 150 50
3 1 1 1 100 30

Generator Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

Switched Shunt Information for Area 1 - Home

Bus Reg. Area Zone MVR

Transmission Line Information for Area 1 - Home

From To ID MVA % Loaded Loss-MW Loss-MVR Amps Tap
1 2 1 145,9 48,6 4,26 10,64 244,1
1 3 1 129,6 43,2 2,52 8,40 216,9
2 3 1 20,4 8,2 0,07 0,23 36,0

Area 2 - 2

Number of Buses: 1

Total Load: 0,0 MW 0,0 MVAR

Total Generation: 256,8 MW 99,3 MVAR

Losses: 0,0 MW 0,0 MVAR

Actual Tie Line Flow: 256,8 MW To Area 1

Unserved Load: 0,0 MW

Interchange Error: 2,57

Tie Lines for Area 2 - 2

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter
1 1 3 1 119,5 50,1 2,5 8,4 1
1 1 2 1 137,3 49,2 4,3 10,6 1

Bus Information for Area 2 - 2

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt
1 1 2 345 0 0 257 99 1,0 0,0 0

Load Information for Area 2 - 2

Bus ID Area Zone MW MVR

Generator Information for Area 2 - 2

Bus ID Area Zone MW MVR

1 1 2 1 257 99

Switched Shunt Information for Area 2 - 2

Bus Reg. Area Zone MVR

Transmission Line Information for Area 2 - 2

From To ID MVA % Loaded Loss-MW Loss-MVR Amps Tap
1 2 1 145,9 48,6 4,26 10,64 244,1
1 3 1 129,6 43,2 2,52 8,40 216,9

Obliczenia parametrów sieci zamkniętej:

Parametry podłużne: $R_{l} = P\frac{U^{2}}{S^{2}}$ $X_{l} = Q\frac{U^{2}}{S^{2}}$

Nr linii Parametr	1-2	1-3	2-3
Rl	25,78 Ω	21,45 Ω	22,09 Ω
Xl	71,38 Ω	74,01 Ω	81,8 Ω

Rzeczywiste napięcia szyn:

Szyna I : U₁ = 1 • 345 kV = 345 kV

Szyna II: U₂ = 0, 95 • 345 kV = 327, 75 kV

Szyna III: U₃ = 0, 96 • 345 kV = 331, 2 kV

Rzeczywiste spadki napięcia: U_AB=U_A−U_B

Numer linii	1-2	1-3	2-3
Spadek napięcia	17,25 V	13,8 V	3,45 V

Punkt spływu i rozpływ prądów (punktem spływu jest pkt 2):

Sprawność przesyłu mocy:

$\eta = \frac{P_{\text{odb.}}}{P_{\text{gen.}}}$ P_gen. = 257MW P_odb. = 150 • 10⁶ + 100 • 10⁶ = 250 MW

$$\eta = \frac{250 \bullet 10^{6}}{257 \bullet 10^{6}} \bullet 100\% = 97,3\ \%$$

2.Dwa generatory-symulacja sieci.

Area 1 - Home

Number of Buses: 2

Total Load: 250,0 MW 80,0 MVAR

Total Generation: 60,0 MW 120,8 MVAR

Losses: 3,6 MW 10,5 MVAR

Actual Tie Line Flow: -193,6 MW To Area 2

Unserved Load: 0,0 MW

Interchange Error: -1,94

Tie Lines for Area 1 - Home

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter
3 2 1 1 -99,8 -4,3 1,5 5,0 1
2 2 1 1 -93,9 34,6 2,0 5,0 1

Bus Information for Area 1 - Home

Number Name Area Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt
2 2 1 345 150 50 60 121 1,00 -3,1 0
3 3 1 345 100 30 0 0 0,98 -2,9 0

Load Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR
2 1 1 1 150 50
3 1 1 1 100 30

Generator Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR
2 1 1 1 60 121

Switched Shunt Information for Area 1 - Home

Bus Reg. Area Zone MVR

Transmission Line Information for Area 1 - Home

From To ID MVA % Loaded Loss-MW Loss-MVR Amps Tap
1 2 1 100,1 33,3 2,00 5,00 167,4
1 3 1 99,9 33,3 1,50 4,99 167,1
2 3 1 31,3 20,8 0,15 0,49 52,3

Area 2 - 2

Number of Buses: 1

Total Load: 0,0 MW 0,0 MVAR

Total Generation: 193,6 MW -30,4 MVAR

Losses: 0,0 MW 0,0 MVAR

Actual Tie Line Flow: 193,6 MW To Area 1

Unserved Load: 0,0 MW

Interchange Error: 1,94

Tie Lines for Area 2 - 2

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter
1 1 3 1 99,8 4,3 1,5 5,0 1
1 1 2 1 93,9 -34,6 2,0 5,0 1

Bus Information for Area 2 - 2

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt
1 1 2 345 0 0 194 -30 1,00 0,0 0

Load Information for Area 2 - 2

Bus ID Area Zone MW MVR

Generator Information for Area 2 - 2

Bus ID Area Zone MW MVR
1 1 2 1 194 -30

Switched Shunt Information for Area 2 - 2

Bus Reg. Area Zone MVR

Transmission Line Information for Area 2 - 2

From To ID MVA % Loaded Loss-MW Loss-MVR Amps Tap
1 2 1 100,0 33,3 2,00 5,00 167,4
1 3 1 99,9 33,3 1,50 4,99 167,1

Obliczenia parametrów sieci zasilanej z 2 generatorów

Parametry podłużne: $R_{l} = P\frac{U^{2}}{S^{2}}$ $X_{l} = Q\frac{U^{2}}{S^{2}}$

Nr linii Parametr	1-2	1-3	2-3
Rl	25,93 Ω	22,1 Ω	19,98 Ω
Xl	71,24 Ω	74,01 Ω	72,3 Ω

Rzeczywiste napięcia szyn:

Szyna I : U₁ = 1 • 345 kV = 345 kV

Szyna II: U₂ = 1 • 345 kV = 345 kV

Szyna III: U₃ = 0, 98 • 345 kV = 338, 1 kV

Rzeczywiste spadki napięcia: U_AB=U_A−U_B

Numer linii	1-2	1-3	2-3
Spadek napięcia	0 V	6,9 V	6,9 V

Punkt spływu i rozpływ prądów (punktem spływu jest pkt 2):

Sprawność przesyłu mocy: $\mathbf{\ \eta =}\frac{\mathbf{P}_{\mathbf{\text{odb.}}}}{\mathbf{P}_{\mathbf{\text{gen.}}}}$

P_gen. = 197 • 10⁶ + 60 • 10⁶ = 257MW P_odb. = 100 • 10⁶ + 150 • 10⁶ = 250 MW

$$\eta = \frac{250 \bullet 10^{6}}{257 \bullet 10^{6}} \bullet 100\% = 97,3\ \%$$

3. Układ otwarty-schemat.

WNIOSKI:

Na podstawie tego ćwiczenia, mamy możliwość porównać dwie sieci-jedną zasilaną z jednego generatora i drugą-zasilaną dwoma generatorami. Przy zasilaniu dwoma generatorami mamy większe bezpieczeństwo i pewność zasilania, a obliczone parametry klarują się na podobnym poziomie. W przypadku zasilania z dwóch generatorów spadki napięcia były mniejsze niż w momencie zasilania jednym generatorem.
Sieć zamknięta jest lepsza od sieci otwartej. Na schemacie sieci otwartej widać, że linia przesyłowa 1-3 jest przeciążona i z tego względu nie może pracować zbyt długo. Taki stan nazywamy stanem awaryjnym.