Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях

Рассмотрены вопросы управления режимами по напряжению, реактивной и активной мощностям в распределительных электрических сетях на основе применения вольтодобавочных трансформаторов (ВДТ). Разработана математическая модель электромагнитных процессов в квазиустановившихся режимах работы городских р...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2016
Hauptverfasser:	Говоров, Ф.П., Говоров, В.Ф.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електродинаміки НАН України 2016
Schriftenreihe:	Технічна електродинаміка
Schlagworte:	Електроенергетичні системи та установки
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135731
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях / Ф.П. Говоров, В.Ф. Говоров // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 5. — С. 61-63. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-135731
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1357312025-02-09T13:28:01Z Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях Управління потоками активної і реактивної потужностей в електричних мережах Flow control active and reactive power in electric networks Говоров, Ф.П. Говоров, В.Ф. Електроенергетичні системи та установки Рассмотрены вопросы управления режимами по напряжению, реактивной и активной мощностям в распределительных электрических сетях на основе применения вольтодобавочных трансформаторов (ВДТ). Разработана математическая модель электромагнитных процессов в квазиустановившихся режимах работы городских распределительных сетей с ВДТ и установлена возможность управления потоками мощности в таких сетях с помощью фазопереключаемых ВДТ. Показано, что для различных групп соединения обмоток ВДТ имеет место потребление дополнительной мощности из питающей сети или ее рекуперация из нагрузочной сети в питающую, поскольку обеспечивает сдвиг кривой нагрузочного тока в сторону отставания или опережения. При этом для одних групп соединения обмоток ВДТ наблюдается увеличение напряжения на нагрузке, а для других групп - его уменьшение. Розглянуто питання управління режимами з напруги, реактивної і активної потужностей в розподільних електричних мережах на основі застосування вольтододавальних трансформаторів (ВДТ). Розроблено математичну модель електромагнітних процесів в квазіусталених режимах роботи міських електричних мереж з ВДТ і встановлена можливість керування потоками потужності в таких мережах за допомогою фазоперимикаємих ВДТ. Показано, що для різних груп з'єднання обмоток ВДТ має місце споживання додаткової потужності з мережі живлення або її рекуперація з навантажувальної мережі в живильну, оскільки забезпечується зсув кривій струму навантаження в бік відставання або випередження. При цьому для одних груп з'єднання спостерігається збільшення напруги на навантаженні, а для інших − його зменшення. Management issues of voltage, reactive and active power modes in distribution networks through the use of booster transformers (BT) are considered. A mathematical model of the processes in a quasi-steady-electromagnets modes of urban electrical networks with BT is developed. The possibility of power flow control in such networks by using phase shifting transformers is established. It is shown that for different groups of windings connection BT takes place more power consumption from the mains or its recovery from the load to the supply network, because it provides a shift of the load current in the direction of lag or lead. In this case for some connection groups an increase in voltage across the load is observed, but for other groups – reduction. 2016 Article Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях / Ф.П. Говоров, В.Ф. Говоров // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 5. — С. 61-63. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-7970 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135731 621.314.2 ru Технічна електродинаміка application/pdf Інститут електродинаміки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електроенергетичні системи та установки Електроенергетичні системи та установки
spellingShingle	Електроенергетичні системи та установки Електроенергетичні системи та установки Говоров, Ф.П. Говоров, В.Ф. Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях Технічна електродинаміка
description	Рассмотрены вопросы управления режимами по напряжению, реактивной и активной мощностям в распределительных электрических сетях на основе применения вольтодобавочных трансформаторов (ВДТ). Разработана математическая модель электромагнитных процессов в квазиустановившихся режимах работы городских распределительных сетей с ВДТ и установлена возможность управления потоками мощности в таких сетях с помощью фазопереключаемых ВДТ. Показано, что для различных групп соединения обмоток ВДТ имеет место потребление дополнительной мощности из питающей сети или ее рекуперация из нагрузочной сети в питающую, поскольку обеспечивает сдвиг кривой нагрузочного тока в сторону отставания или опережения. При этом для одних групп соединения обмоток ВДТ наблюдается увеличение напряжения на нагрузке, а для других групп - его уменьшение.
format	Article
author	Говоров, Ф.П. Говоров, В.Ф.
author_facet	Говоров, Ф.П. Говоров, В.Ф.
author_sort	Говоров, Ф.П.
title	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях
title_short	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях
title_full	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях
title_fullStr	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях
title_full_unstemmed	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях
title_sort	управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Електроенергетичні системи та установки
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135731
citation_txt	Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях / Ф.П. Говоров, В.Ф. Говоров // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 5. — С. 61-63. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Технічна електродинаміка
work_keys_str_mv	AT govorovfp upravleniepotokamiaktivnojireaktivnojmoŝnostejvélektričeskihsetâh AT govorovvf upravleniepotokamiaktivnojireaktivnojmoŝnostejvélektričeskihsetâh AT govorovfp upravlínnâpotokamiaktivnoííreaktivnoípotužnostejvelektričnihmerežah AT govorovvf upravlínnâpotokamiaktivnoííreaktivnoípotužnostejvelektričnihmerežah AT govorovfp flowcontrolactiveandreactivepowerinelectricnetworks AT govorovvf flowcontrolactiveandreactivepowerinelectricnetworks
first_indexed	2025-11-26T05:00:03Z
last_indexed	2025-11-26T05:00:03Z
_version_	1849827747975659520
fulltext	ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 5 61 УДК 621.314.2 УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Ф.П. Говоров, докт.техн.наук, В.Ф. Говоров Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова, ул. Революции, 12, Харьков, 63003, Украина. e-mail: vlgovorov@mail.ru Рассмотрены вопросы управления режимами по напряжению, реактивной и активной мощностям в распре- делительных электрических сетях на основе применения вольтодобавочных трансформаторов (ВДТ). Разра- ботана математическая модель электромагнитных процессов в квазиустановившихся режимах работы го- родских распределительных сетей с ВДТ и установлена возможность управления потоками мощности в та- ких сетях с помощью фазопереключаемых ВДТ. Показано, что для различных групп соединения обмоток ВДТ имеет место потребление дополнительной мощности из питающей сети или ее рекуперация из нагрузочной сети в питающую, поскольку обеспечивает сдвиг кривой нагрузочного тока в сторону отставания или опере- жения. При этом для одних групп соединения обмоток ВДТ наблюдается увеличение напряжения на нагрузке, а для других групп - его уменьшение. Библ. 3, рис. 2. Ключевые слова: вольтодобавочный трансформатор, напряжение, мощность. В последнее время в Украине большую актуальность приобретают вопросы энергоэффективности. В первую очередь это касается энергетической отрасли, для которой необходимость управления потоками мощ- ностей является важной задачей. Существующие методы и технические средства управления режимами сетей ориентированы, в основном, на применение устройств, выполненных, например, на основе регулируемых реак- тивных элементов, а также индуктивно-емкостных накопителей электрической энергии (СТАТКОМ, СКРМ и др.), что в целом обеспечивает решение вопросов регулирования напряжения и компенсации реактивной мощ- ности в условиях высокого уровня корреляции графиков напряжения и реактивной мощности. Та же часть по- требителей, которая работает в иных условиях, требует разработки специальных методов и технических средств, обеспечивающих управление потоками мощностей. Широкие возможности для этого открывает приме- нение фазопереключаемых вольтодобавочных трансформаторов. Целью настоящей работы является оценка возможности использования фазопереключаемых ВДТ для управления потоками активной и реактивной мощностей при комплексном развязанном ведении режимов по напряжению и реактивной мощности в сетях. В связи с формированием концепции развития интеллектуальных электрических сетей (Smart Grid) ра- бота по совершенствованию средств управления режимами сетей особенно интенсифицировались в последние годы [3]. Применение фазопереключаемых ВДТ для управления режимами электрических сетей рассмотрено в [1,2]. Однако комплексного исследования работы ВДТ совместно с сетью не проводилось. Для выявления об- щих закономерностей функционирования ВДТ в составе распределительных электрических сетей (РЭС) пред- положено, что к узлу сети подключена группа из трех однофазных ВДТ (рис. 1). В условиях подключения первичной обмотки ВДТ через управляемые ключи 1-8 к любому из фазных либо линейных напряже- ний, причем, в отличие от известных схем, в начале каждого полупериода с углом α≈0 включается группа ключей, обеспечивающая режим «вольтовычета», а далее, с перемен- ным углом, зависящим от величины входных напряжений UА, UВ, UС, включается другая группа тиристорных ключей, обеспечиваю- щая режим требуемой по величине и фазе «вольтодобавки» и, тем самым, дополнитель- ный сдвиг вектора ЭДС ВДТ Е2 на зажимах вторичной обмотки на угол π·nт/6. В резуль- тате для напряжений нагрузки получим Рис. 1 , ( /6) sin( / 6) 1 1 Τ Τ ∞ ∞ + − = + − =∑ ∑ = = j t nu Au U t n U ea A m u A A νω ψ πννω ψ πν ν νν ν © Говоров Ф.П., Говоров В.Ф., 2016 ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-0379-1448 62 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 5 , ( /6 2 /3) sin( / 6 2 / 3) 1 1 ( /6 4 /3) sin( / 6 4 / 3) 1 1 , Τ Τ Τ Τ∞ ∞ ∞ + − − = + − − =∑ ∑ = = ∞ + − − = + − − =∑ ∑ = = j t nu Bu U t n U eB m u B Bb j t u Bu U t n U ec C m u C C n νω ψ π πνννω ψ π πνν ν νν ν νω ψ π πνννω ψ π πνν ν νν ν (1) где ν – номер гармоники; ψuνк – фазовый сдвиг ν-ой гармоники напряжения к-ой фазы; nТ – коэффициент трансформации для соответствующей группы соединения обмоток ВДТ (ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия). В рассматриваемых условиях РЭС с ВДТ представлена в виде трехфазной системы напряжений и токов различных частот и, в общем виде, последовательностей. Тогда значение тока нагрузки может быть получено в следующем виде: [ ] , ( sin t-(K-1)2 /3 21 ( )2 2 1 0sin21 0 θ) ++ ∞ + = = = ∑ ∑∞ = =+ ∑ ∑ = = ⎧ ⎫ ⎪ ⎪ ⎨ ⎬ ⎪ ⎪⎩ ⎭ UкmUк Е j t Iк нкi Інк е Sнк кppZ E SZ кpнк к mнк p ω π νω ψν ννννν (2) где = νωt ψ πn /6 (К 1)2π /3т2кθ + − − −E νν . Соответственно, выражение для тока i1к, потребляемого первичной обмоткой ВДТ, имеет вид ( ) [ ]{ } 2 sin ( 1)2 /3 (sinθ)21 0 /6 120 1 1 2 2 ( )/6 p2 1sin( / 6 .0 0 10 1 01 U t K E Sкm кpк m p i i W j nнк кki eк W Zк нк W j tj nк i кI t n e I e Sкpкp m I к кpp pW к ω π ννν π νω ψπ ννω ψ πν νν ν ννΤ Τ ∞Τ ∑− − + +∑ = = + + = = ∞ + + − =∑ ∑ ∑ = = = (3) Выражение для тока iск, потребляемого из сети, имеет вид 2 ( 1)2 /3 (sinθ)21 0 /62sin 1 1 /6211 1sin( / 60 00 2 ( )p 1 .11 0 t K E Sкpк mкm p W j nкU е W j nW ккi і і eск нк к Z Wнк кI t nк m I к j t i cкI e Sкpcкpp ω π ννν π π νω ψ πν νν νω ψ ν ννν Τ Τ Τ ∞ ⎡ ⎤ ∑− − +∑⎣ ⎦ = = + + = + = = ∞ + + −∑ = ∞ + = ∑ ∑ = = ⎧ ⎫⎛ ⎞ ⎪ ⎪⎜ ⎟⎜ ⎟⎪ ⎪⎝ ⎠⎨ ⎬ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎩ ⎭ (4) где іlк, інк, іск – токи первичной обмотки ВДТ, нагрузки и сети, соответственно; ψЕ2Кν, ψІНКν, ψІ0Кν, ψІСКν – фазовые сдвиги ЭДС Е2 и токов ін, і0, іс; Iнm, I0m, Iсm – максимальное значение тока нагрузки, намагничивания и сети; K=W1к / W2к; W1к и W2к – числа витков обмоток ВДТ; а =еj2π/3; Zнк – сопротивление нагрузки к-ой фазы; Е2кνm - ЭДС к-ой фазы p-ой последовательности ν-ой гармоники ВДТ, а . S крν – матрица единичных ортов к-ой фазы p-ой последовательности ν-ой гармоники: 1 1 1. . .2 1; 2; 1 0. 2 1 = = = = = =S а при р S а при р S кр при ркp кp а а νν ν Выражения (2) – (4) позволяют определять значения токов ВДТ для различного сочетания параметров и режимов ВДТ. Расчеты, выполненные для различных групп соединения обмоток ВДТ, свидетельствуют о том, что изменением числа витков и группы соединения обмоток можно целенаправленно изменять модуль и фазу тока іlк в первичной обмотке ВДТ, а также ток сети іск, что является подтверждением возможности исполь- зования ВДТ для управления потоками активной и реактивной мощности в РЭС, а также рекуперации части мощности из нагрузочной сети в питающую. В частности, при nТ для групп соединения обмоток ВДТ с 1-ой по 5-ю имеет место отстающий сдвиг токов іск, іlк, а при nТ для групп с 7-ой по11-ю – опережающий, причем при nТ для групп 1-3 и 10-12 происходит увеличение модуля потребляемого из сети тока, а при nТ для групп 4, 5 и 7, 8 – его уменьшение. На рис. 2 показаны графические зависимости ψI1C=f (nТ, K): 1 – при K=10; 2– при K=5; 3 –при K=4; 4 – при K=3, полученные расчетным путем по формулам (2) – (4) для cosφ=0,98. ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 5 63 Выводы: Результаты проведенных исследований подтвердили возможность управления потоками активной или реактивной мощностей в РЭС. Полученные в ходе исследований данные дают возможность оценить влияние параметров и схемы соединения обмоток ВДТ на характер энергетических процессов в городских электрических сетях. 1. Игнайкин А.И., Новский В.А. Регулируемый m-фазный преобразователь переменного напряжения в переменное. А.С. СССР № 1170567, 1985. 2. Липковский К.А., Михайлов А.М., Новский В.А., Сагатенко Е.Н., Холмский Д.В. Трехфазный преобразователь переменного напряжения в пере- менное. А.С. СССР № 1636963, 1988. 3. Стогній Б.С., Кириленко О.В., Праховник А.В., Денисюк С.П. Еволюція інтелектуальних електричних мереж та їхні перспективи в Україні // Технічна електродинаміка. – 2012. – № 5. – С. 52-67. УДК 621.314.2 УПРАВЛІННЯ ПОТОКАМИ АКТИВНОЇ І РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТЕЙ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ П.П. Говоров, докт.техн.наук, В.П. Говоров Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова, вул. Революції, 12, Харків, 61002, Україна. e-mail: vlgovorov@mail.ru Розглянуто питання управління режимами з напруги, реактивної і активної потужностей в розподільних електричних мережах на основі застосування вольтододавальних трансформаторів (ВДТ). Розроблено мате- матичну модель електромагнітних процесів в квазіусталених режимах роботи міських електричних мереж з ВДТ і встановлена можливість керування потоками потужності в таких мережах за допомогою фазо- перимикаємих ВДТ. Показано, що для різних груп з'єднання обмоток ВДТ має місце споживання додаткової по- тужності з мережі живлення або її рекуперація з навантажувальної мережі в живильну, оскільки забез- печується зсув кривій струму навантаження в бік відставання або випередження. При цьому для одних груп з'єднання спостерігається збільшення напруги на навантаженні, а для інших − його зменшення. Бібл. 3, рис. 2. Ключові слова: вольтододавальний трансформатор, напруга, потужність FLOW CONTROL ACTIVE AND REACTIVE POWER IN ELECTRIC NETWORKS F.P. Govorov, V.F. Govorov O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv, Str. Revolution, 12, Kharkiv, 61002, Ukraine. e-mail: vlgovorov@mail.ru Management issues of voltage, reactive and active power modes in distribution networks through the use of booster transformers (BT) are considered. A mathematical model of the processes in a quasi-steady-electromagnets modes of urban electrical networks with BT is developed. The possibility of power flow control in such networks by using phase shifting transformers is established. It is shown that for different groups of windings connection BT takes place more power consumption from the mains or its recovery from the load to the supply network, because it provides a shift of the load current in the direction of lag or lead. In this case for some connection groups an increase in voltage across the load is observed, but for other groups – reduction. References 3, figures 2. Key words: booster transformer, voltage, power. 1. Ignaikin A.I., Novskiy V.A. Adjustable m-phase AC voltage converter to AC. Avtorske svidottstvo SSSR No 1170567, 1985. (Rus.) 2. Lipkovskiy K.A., Mikhaylov A.M., Novskiy V.A., Sagatenko Y.N., Kholmskiy D.V. The three-phase AC voltage converter to AC. Avtorske svidottstvo SSSR No 1636963. 1988 (Rus.). 3. Stognii B.S., Kyrylenko O.V., Prahovnyk O.V., Denysiuk S.P. The evolution of intelligent electrical networks and their prospects in Ukraine // Tekhnichna Elektrodynamika. – 2012. – No 5. – Pp. 52-67. (Ukr). Надійшла 02.02.2016 Остаточний варіант 21.06.2016 Рис. 2

Управление потоками активной и реактивной мощностей в электрических сетях

Institution

Ähnliche Einträge