POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Przesył energii elektrycznej

BADANIE ROZPŁYWU MOCY W LINIACH WYSOKIEGO

NAPIĘCIA DWUSTRONNIE ZASILANYCH (C.D.)

Władysław Kopczyk

Kępa Robert

3 END

1.Symulacja sieci w dwoma generatorami (c.d.)

1.1.Symulacja sieci z dwoma generatorami o różnych napięciach wyjściowych

Area 1 - Home

Number of Buses 2

Total Load 220,0 MW 80,0 MVAR

Total Generation 60,0 MW 177,9 MVAR

Losses 4,6 MW 14,0 MVAR

Actual Tie Line Flow -164,6 MW To Area 2

Unserved Load 0,0 MW

Interchange Error -1,65

Tie Lines for Area 1 - Home

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter

3 2 1 1 -86,8 8,6 1,4 4,6 1

2 2 1 1 -77,8 75,3 2,6 7,0 1

Bus Information for Area 1 - Home

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt

2 2 1 345 130 30 60 178 1,03 -3,5 0

3 3 1 345 90 50 0 0 0,99 -3,1 0

Load Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

2 1 1 1 130 30

3 1 1 1 90 50

Generator Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

2 1 1 1 60 178

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 1 108,2 27,1 2,58 7,03 181,1

1 3 1 87,3 21,8 1,37 4,57 146,0

2 3 1 65,8 32,9 0,65 2,45 107,0

Area 2 - 2

Number of Buses 1

Total Load 0,0 MW 0,0 MVAR

Total Generation 164,6 MW -83,9 MVAR

Losses 0,0 MW 0,0 MVAR

Actual Tie Line Flow 164,6 MW To Area 1

Unserved Load 0,0 MW

Interchange Error 1,65

Tie Lines for Area 2 - 2

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter

1 1 3 1 86,8 -8,6 1,4 4,6 1

1 1 2 1 77,8 -75,3 2,6 7,0 1

Bus Information for Area 2 - 2

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt

1 1 2 345 0 0 165 -84 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 1 165 -84

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 1 108,2 27,1 2,58 7,03 181,1

1 3 1 87,3 21,8 1,37 4,57 146,0

Obliczenia parametrów

- Parametry podłużne

$$R_{L} = \ P\frac{U^{2}}{S^{2}}$$

$$X_{L} = \ Q\frac{U^{2}}{S^{2}}$$

Parametr	Linia 1-2	Linia 1-3	Linia 2-3
RL	26,23 Ω	21,4 Ω	17,87 Ω
XL	71,47 Ω	71,37 Ω	67,35 Ω

- Rzeczywiste napięcia każdej z szyn

Szyna I:

U₁ = 1 * 345 kV = 345 kV

Szyna II:

U₂ = 1,03 * 345 kV = 355,35 kV

Szyna III:

U₃ = 0,99 * 345 kV = 341,55 kV

- Rzeczywiste spadki napięcia

U_AB =  U_A −  U_B

Numer linii	1-2	1-3	2-3
Spadek napięcia	10,35 V	3,45 V	13,8 V

- Punkt spływu razem z rozpływem prądów i rozpływem mocy

Punktem spływu jest punkt 2

- Sprawność przesyłu mocy

$$\eta = \frac{P_{\text{odb}.}}{P_{\text{gen}.}}$$

P_gen. = 165 • 10⁶ + 60 • 10⁶ = 225 MW

P_odb. = 130 • 10⁶ + 90 • 10⁶ = 220 MW

$$\eta = \frac{220}{225}*100\% = 97,8\ \%$$

1.2.Symulacja sieci z dwoma generatorami o różnych napięciach wyjściowych przy obciążeniu o charakterze pojemnościowym

Area 1 - Home

Number of Buses 2

Total Load 220,0 MW -20,0 MVAR

Total Generation 60,0 MW 126,5 MVAR

Losses 4,6 MW 13,7 MVAR

Actual Tie Line Flow -164,6 MW To Area 2

Unserved Load 0,0 MW

Interchange Error -1,65

Tie Lines for Area 1 - Home

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter

3 2 1 1 -87,3 57,7 2,0 6,6 1

2 2 1 1 -77,2 75,1 2,6 7,0 1

Bus Information for Area 1 - Home

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt

2 2 1 345 130 30 60 127 1,03 -3,5 0

3 3 1 345 90 -50 0 0 1,02 -3,5 0

Load Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

2 1 1 1 130 30

3 1 1 1 90 -50

Generator Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

2 1 1 1 60 127

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 1 107,7 26,9 2,55 6,96 180,3

1 3 1 104,7 26,2 1,97 6,58 175,2

2 3 1 15,2 7,6 0,03 0,13 24,7

Area 2 - 2

Number of Buses 1

Total Load 0,0 MW 0,0 MVAR

Total Generation 164,6 MW -132,9 MVAR

Losses 0,0 MW 0,0 MVAR

Actual Tie Line Flow 164,6 MW To Area 1

Unserved Load 0,0 MW

Interchange Error 1,65

Tie Lines for Area 2 - 2

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter

1 1 3 1 87,3 -57,7 2,0 6,6 1

1 1 2 1 77,2 -75,1 2,6 7,0 1

Bus Information for Area 2 - 2

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt

1 1 2 345 0 0 165 -133 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 1 165 -133

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 1 107,7 26,9 2,55 6,96 180,3

1 3 1 104,7 26,2 1,97 6,58 175,2

Obliczenia parametrów

- Parametry podłużne

$$R_{L} = \ P\frac{U^{2}}{S^{2}}$$

$$X_{L} = \ Q\frac{U^{2}}{S^{2}}$$

Parametr	Linia 1-2	Linia 1-3	Linia 2-3
RL	26,17 Ω	21,39 Ω	15,46 Ω
XL	71,42 Ω	71,44 Ω	66,97 Ω

- Rzeczywiste napięcia każdej z szyn

Szyna I:

U₁ = 1 * 345 kV = 345 kV

Szyna II:

U₂ = 1,03 * 345 kV = 355,35 kV

Szyna III:

U₃ = 1,021 * 345 kV = 352,25 kV

- Rzeczywiste spadki napięcia

U_AB =  U_A −  U_B

Numer linii	1-2	1-3	2-3
Spadek napięcia	10,35 V	7,25 V	3,1 V

- Punkt spływu razem z rozpływem prądów i rozpływem mocy

Punktem spływu jest punkt 2

- Sprawność przesyłu mocy

$$\eta = \frac{P_{\text{odb}.}}{P_{\text{gen}.}}$$

P_gen. = 165 • 10⁶ + 60 • 10⁶ = 225 MW

P_odb. = 130 • 10⁶ + 90 • 10⁶ = 220 MW

$$\eta = \frac{220}{225}*100\% = 97,8\ \%$$

1.3.Symulacja sieci przy zmniejszonym (wyłączonym) obciążeniu

Area 1 - Home

Number of Buses 2

Total Load 0,0 MW 0,0 MVAR

Total Generation 60,0 MW -19,4 MVAR

Losses 0,5 MW 1,6 MVAR

Actual Tie Line Flow 59,5 MW To Area 2

Unserved Load 0,0 MW

Interchange Error 0,59

Tie Lines for Area 1 - Home

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter

3 2 1 1 20,5 -6,1 0,1 0,3 1

2 2 1 1 39,0 -14,9 0,4 1,0 1

Bus Information for Area 1 - Home

Number Name Area kV Level LoadMW LoadMVR GenMW GenMVR Volt Angle Shunt

2 2 1 345 0 0 60 -19 1,00 1,5 0

3 3 1 345 0 0 0 0 1,00 0,8 0

Load Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

2 1 1 1 0 0

3 1 1 1 0 0

Generator Information for Area 1 - Home

Bus ID Area Zone MW MVR

2 1 1 1 60 -19

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 41,7 10,4 0,38 1,04 69,8

1 3 1 21,4 5,3 0,08 0,27 35,8

2 3 1 21,4 10,7 0,07 0,27 35,8

Area 2 - 2

Number of Buses 1

Total Load 0,0 MW 0,0 MVAR

Total Generation -59,5 MW 21,0 MVAR

Losses 0,0 MW 0,0 MVAR

Actual Tie Line Flow -59,5 MW To Area 1

Unserved Load 0,0 MW

Interchange Error -0,59

Tie Lines for Area 2 - 2

Area Bus Other Area Bus ID MW Leave MVR Leave MWLoss MVRLoss Meter

1 1 3 1 -20,5 6,1 0,1 0,3 1

1 1 2 1 -39,0 14,9 0,4 1,0 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 -59 21 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 -59 21

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 41,7 10,4 0,38 1,04 69,8

1 3 1 21,4 5,3 0,08 0,27 35,8

Obliczenia parametrów

- Parametry podłużne

$$R_{L} = \ P\frac{U^{2}}{S^{2}}$$

$$X_{L} = \ Q\frac{U^{2}}{S^{2}}$$

Parametr	Linia 1-2	Linia 1-3	Linia 2-3
RL	26,01 Ω	20,79 Ω	18,19 Ω
XL	71,19 Ω	70,17 Ω	70,17 Ω

- Rzeczywiste napięcia każdej z szyn

Szyna I:

U₁ = 1 * 345 kV = 345 kV

Szyna II:

U₂ = 1 * 345 kV = 345 kV

Szyna III:

U₃ = 1 * 345 kV = 345 kV

- Rzeczywiste spadki napięcia

U_AB =  U_A −  U_B

Numer linii	1-2	1-3	2-3
Spadek napięcia	0 V	0 V	0 V

- Punkt spływu razem z rozpływem prądów i rozpływem mocy

Brak punktu spływu

- Sprawność przesyłu mocy

$$\eta = \frac{P_{\text{odb}.}}{P_{\text{gen}.}}$$

P_gen. = −59 • 10⁶ + 60 • 10⁶ = 1 MW

P_odb. = 0 MW

η = 0 %

2.Obserwacja symulacji rzeczywistego układu sieciowego.

3.Wnioski

Zmiana wartości mocy biernej 50 z -50 na szynie 3 skutkowała spadkiem mocy biernej na 2 generatorze, a wzrostem mocy biernej na 1 generatorze i ogólnym zmniejszeniu strat napięcia. Odłączenie obciążeń spowodowało spadek mocy generowanej i brakiem spadków napięć. Analizując linie DC, która znajduje się na terenie USA obliczyłyśmy, że spadek napięcia wynosi 2,8%, a mocy 2,82%.