Способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии

 

Изобретение относится к электроснабжению промышленных предприятий. Способ может быть использован для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в оплату дополнительных потерь мощности, возникающих в сетях вследствие ухудшения качества из-за перетоков мощностей искажения. Цель изобретения - повышение достоверности определения. Определяют средние за заданный период времени коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя при переменном в течение времени измерения направления перетока мощности искажения. Выбирают д.зе контрольные точки электрических сетей, производят периодическое одновременное измерение напряжения искажения в контрольных точках за заданный период времени , определяют двумерную гистограмму напряжений искажения в контрольных точках , определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии по мощности искажения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (sl)5 G 01 R 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819795/07 (22) 20.02.90 (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (71) Кировский политехнический институт (72) ВЯ.Черепанов и В.П.Каргапольцев (53) 621,316.925(088.8) (56) Майер В.Я., Галак И,Л. Определение влияния потребителей и системы на ухудшение качества электроэнергии. — Киев: Энергетика и электрификация, 1988, М 1, с.51 — 52.

Авторское. свидетельство СССР

М 1325372, кл. G 01 R 21/00, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛЕВОГО

УЧАСТИЯ. ЭНЕРГОСИСТЕМЫ И ПОТРЕБИТЕЛЯ В УХУДШЕНИИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электроснабжению промышленных предприятий. Способ может быть использован для обоснования долевого вклада энергосистеИзобретение относится к электроснабжению промышленных предприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшении качества электроэнергии (КЭ) и может быть использован для обоснования долевого вклада энергосистемы и по.требителя в оплату дополнительных .потерь мощности, возникающих в электрических сетях вследствие перетока мощностей искажения.

Известен способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии, при котором выбирают общую точку электрических сетей энергосистемы и потребителя, в этой точке осуще. твляют одновременное измерение для исследуемого.ПКЭ его на,, Ы„„1718134 А1 мы и потребителя в оплату дополнительных потерь мощности, возникающих в сетях вследствие ухудшения качества из-за перетоков мощностей искажения, Цель изобретения — повышение достоверности определения. Определяют средние за заданный период времени коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя и ри переменном в течение времени измерения направления перетока мощности искажения, Выбирают дне контрольные точки электрических сетей, производят периодическое одновременное измерение напряжения искажения в контрольных точках за заданный период времени, определяют двумерную гистограмму напряжений искажения в контрольных точ- ф ках, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии по мощности искажения. 2 ил. пряжения U; тока и сдвига фаз рмежду ними и определяют коэффициент долевого участия энергосистемы в ухудшении КЭ:

1+ 2 — 2c SIAp+4

Д . у 2 и коэффициент долевого участия потребителя в ухудшении КЭ

Ьп = 1 - —, Ьэ где г — сопротивление системы для тока исследуемого П КЭ.

Недостаток указанного способа заключается в том, что.определяемые коэффициенты относятся к моменту измерения. В реальных условиях направления перетоков мощности искажения многократно изменяются в течение суток из-за несовпадения

1718134 режимов работы энергосистемы и потребителя, Кроме того, в указанном способе требуется измерение четырех параметров: О, 1, <р, zc, что затрудняет практическое применение способа из-за отсутствия серийно выпускаемых приборов для измерения сопротивления z, большой погрешности при измерениях угла ф и сопротивления z<.

Известен способ, при котором измеряют мощности искажения исследуемого потребителя, а также сумму мощностей искажения всех остальных искажающих потребителей, определяют коэффициент долевого участия потребигеля в ухудшении КЭ;

Рп

-в—

Р =1 где P> — мощность искажения исследуемого потребителя;

N — количество потребителей; вносящих мощности искажения, причем за искажающие потребители принимают те, которые имеют отрицательную мощность искажения.

Недостаток известного способа заключается в том, что он также характеризует долевое участие потребителя в ухудшении

КЭ только в момент измерения и не дает достоверного решения при переменных в течение времени направлениях мощности искажения.

Цель изобретения — повышение достоверности определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении

КЭ для обоснования долевого вклада в оплату дополнительных потерь мощности, возникающих вследствие перетоков мощности искажения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, при котором определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения ПКЭ в контрольной точке, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки выбирают точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением Хс, через которое протекает ток нагрузки потребителя (например, сопротивление силового трансформатора, индуктивного реактора, линии электропередач, производят периодическое одновременное измерение напряжения искажения в контрольных точках в течение заданного периода времени, определяют двумерную гистограмму Р(1,1) напряжений искажения, измеренных в контрольных точках, за заданный период времени, определяют коэффициенты доле5

Кпз (5) вого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ по формулам

1э us

Кэ I,u, +1 (1)

1ï 1 п и, +1ÄuÄ (2 где 1э - среднее значение тока искажения за заданный период времени, создаваемого энергосистемой;

10 и-1 И-1 —,« дukg P(i; и), (3)

Xc k 1

4-среднее значение тока искажения за заданный период времени. создаваемого потребителем

1и = —, д Uk P(l; I+k), (4)

Хсk 1

8uk — разность напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс, соответствующая k-му интервалу изменения тока;

U3 — среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого энергосистемой;

Н-1

1 = Х а Х P(i; J), — 1=о

Оп — среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого потребителем;

И-г Ы-1

u,- =, «u, "p(l;J), (6) =о 1= +1

i u J — номера интервалов двумерной гистограммы P(i; j) по осям напряжений искажения

35 в первой и второй контрольных точках;

N — количество интервалов двумерной гистограммы P(i; j) по каждой из осей.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Направление пе40 ретока мощности искажения между энергосистемой и потребителем из-за не-. совпадения режимов работы энергосистемы и потребителя неоднократно изменяется в течение суток, поэтому при определении характеристик мощчостей искажения целесообразно применять вероятностные методы, в частности метод двумерной гистограммы или двумерной вероятности.

Мощности искажения в электрических сетях (мощности высших гармоник, мощности нулевой и обратной последовательности, мощность модуляции) носят ярко выраженный реактивный характер. В этом случае отношения напряжений иа зажимах индуктивного сопротивления (трансформатора, реактора, линии электропередач) однозначно характеризует направление перетока мощности искажений (переток происходит от точки с большим напряжением к точке е меньшим напряжением).

1718134

10

30

40

50

Мощности искажения, протекающие в электрических сетях, генерируются при рассмотрении взаимоотношений между энергосистемой и конкретным потребителем или указанным потребителем или энергосистемой. Вклад конкретного потребителя или энергосистемы в ухудшение КЭ (под которым в данном случае понимается внесение мощности искажения) может быть оценен по перетоку мощности искажения через трансформатор (линию, реактор), соединяющий сети энергосистемы и потребителя.

Величина протекающей мощности может быть определена как произведение средних значений тока и напряжения искажения, создаваемых стороной, генерирующей искажения. Раздельный учет токов и напряжений искажения, генерируемых каждой стороной, может быть произведен при использовании двумерной гистограммы напряжений искажения на зажимах трансформатора (линии, реактора) и величины сопротивления этого трансформатора.

В качестве контролируемого ПКЭ в предлагаемом способе могут быть использованы коэффициент и-й гармонической составляющей напряжения Ku(a), коэффициент обратной последовател ьности напряжения Kzu, коэффициент нулевой последовательности напряжения Кои. коэффициент Колебаний напряжения К<Все эти

ПКЭ характеризуют мощности искажения, протекающие в электрических сетях, На фиг. 1 представлена схема замещения электрической сети для 1-го вида искажения; на фиг. 2 — двумерная гистограмма

РО 3)

Сопротивление энергосистемы хэ соединено первым зажимом с точкой о, вторым — с точкой 1, сопротивление х соединено первым зажимом с точкой 1, вторым — с точкой 2, сопротивление потребителя хл соединено первым зажимом с точкой

2, вторым — с точкой О.

По горизонтальной оси двумерной гистограммы P(i; j) расположены пять интервалов изменения напряжения искажения в точке 1 Ut, i = О, 1, 2, 3, 4; По вертикальной оси расположены пять интервалов изменения напряжения искажения в точке 2 01, j =

=О, 1, 2, 3, 4, На пересечении i-x столбцов и

J-x строк двумерной гистограммы приведены вероятности одновременного измерения за заданный период времени напряжения Ui в точке 1 и Ц в точке 2, На фиг, 1 источники искажения напряжения 5-й гармоники существуют в сети потребителя и в сети энергосистемы, причем характер их работы обусловлен многими случайными факторами и направление мощности 5-й гармоники через трансформатор заранее определить практически невозможно.

Для определения долевого участия сторон в ухудшении КЭ по 5-й гармонике измерения производят в точках 1 и 2 анализаторами гармоник (на пределе измерений 5 от номинального напряжения сети). Аналоговые сигналы с выходов анализаторов гармоник, представляющие собой напряжение 5-й гармоники, подаются на вход измерителя статистических характеристик, работающего в режиме измерения двумерной гистограммы размерностью 5 х х5, В результате получены значения элементов двумерной гистограммы, представленные на фиг. 2.

Учитывая, что величина сопротивления

Хс постоянна и при расчете коэффициентов по формулам (1) и (2): присутствует как в числителе, так и в знаменателе, при практическом применении способа величина Х может быть принята равной единице.

Значение напряжения 5-й гармоники в центре l-го (j-го) интервала двумерной гистограммы при пределе измерений и = 5 (», количестве интервалов N = 5 двумерной гистсграммы, номинальном напряжении U 100%;

Он П 100 5

О = N 100 (1+05) — 5 100 х х (3+0,5) = i+0,5.

Множитель д Uk в выражениях (3).и (4) соответствует разности напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс при измерении в точке 1 напряжения Ui и вточке

2 напряжения Ui. Учитывая, что при расчете коэффициентов по формулам (1) и (2) множитель д 0 содержится и в числителе и в знаменателе, при практическом применении способа д 0 может быть уменьшен в Ui раз и принят равным лросто коаффициенту К

В рассматриваемом примере граница раздела балансовой принадлежности электрических сетей потребителя и энергосистемы установлена на стороне 110 кВ трансформатора, что соответствует точке 1 на фиг, 1, С учетом проведенных рассуждений по выражению (3) определяют среднее эначение тока 5-й гармоники за период измерений в точке 1, создаваемое энергосистемой:

Н-1 М-1 ! э = g К,, P(i; k) = 1,288.

4=1 =k

По выражению(4) с учетом приведенных рассуждений определяют среднее значение тока 5-й гармоники за период измерений в точке 1, создаваемое потребителем:

1718134

Фиг.1.

И-1 И-К

4, », К g P(l; I+k) = 0,162.

k=1 1=k

По выражениям (5) и (6) определяют средние значения напряжений 5-й гармоники за контролируемый период времени, созданные энергосистемой и потребителем:

N-1 1 — 1

Us g (l +0,5) g P(l; J)-2,138;

I =o

N-2 N-1

Оп ), (I +0,5) . g P(l; J) =0,2455.

l =о 1= +1

По выражениям (1) и (2) определяют коэффициенты долевого участка энергосисте- 15 мы и потребителя в ухудшении КЭ:

Кэв - 0,986;

Kns - 0,0,14.

Полученные значения могут быть использованы при определении долевых вкла- 20 дов энергосистемы и потребителя в оплату стоимости дополнительных потерь мощности, создаваемых перетоками мощности 5-й гармоники.

Формула изобретения

Способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии. заключающийся в 30 том, что определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения показателя качества электроэнергии в контрольной точке, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определе- 35 ния, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки выбирают точку, электрически соединенную с первой конт- 40 рольной точкой двухполюсным сопротивлением Хс, через которое протекает ток нагрузки потребителя, производят периодическое одновременное измерение напряже45 ния искажения в этих точках в течение заданного периода времени, определяют двумерную гистограмму P(l, J) напряжений искажения, измеренных в первой и второй контрольных точках, за заданный период времени, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении Ks по формулам

Is Ua

4О.+ЬU.

1п Un э Оэ +1п Оп где Is — среднее значение тока искажения, создаваемое энергосистемой в первой контрольной точке эа заданный период времени;

1 и-1 N k

4= — g Duke Р(;Н), Хсk 1

In — среднее значение тока искажения, создаваемого потребителем в первой контрольной точке за заданный период времени, 1

И-1 И-К вЂ” B Uk X P(I; I+k), Хсk 1 д Uk — разность напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс, соответствующая k-му интервалу изменения тока;

Us — среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого энергосистемой

И-1

u.- О g P(I;J), 1=О . Оп — среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого потребителем.

N-2 И вЂ”.1

Оп=, О1 g P(l;J), i=О i= +1

l u J — номера интервалов двумерной гистограммы Р(Ц) по осям напряжений искажения в первой и второй контрольных точках;

N — количество интервалов двумерной гистограммы P(i; j) по каждой оси.

1718134

Фиг.2.

Составитель В. Каргапольцев

Редактор Н. Яцола . Техред М.Моргентал Корректор М. Де««

Заказ 878 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101