В современных электрических сетях разработаны и активно применяются различные типы устройств управляемых (или гибких) систем передачи переменного тока (FACTS) [1–8]. В настоящее время как в России, так и за рубежом разработан ряд малогабаритных устройств продольной компенсации – устройств на базе силовой электроники, обеспечивающих управляемое воздействие на реактивную составляющую эквивалентного сопротивления линий электропередачи. Малые габариты устройств определяют их мобильность и возможность использования для устранения локальных «узких мест» в электрических сетях с последующим демонтажем и переносом на другие объекты [2, 3]. Наиболее перспективными являются устройства, выполненные на базе преобразователя напряжения (ПН) [4]. ПН обладает широкими функциональными свойствами: высокое быстродействие, фильтрация гармонических искажений, создаваемое ПН напряжение управляемо как по модулю, так и по фазе, что обеспечивает зону работы ПН во всех четырех квадрантах PQ-диаграммы мощности. Эти свойства позволяют рассматривать ПН как основной элемент при создании технических средств для построения гибких систем электропередачи. Основные эффекты от применения УПК-ПН – это возможность снижения потерь и поддержание нормируемых уровней напряжения в электрической сети, а также перераспределение потоков мощности между параллельными сечениями сети. Управление параметрами УПК осуществляется в режиме реального времени [2, 3].
На примере района электрической сети 110/35 кВ, содержащего УПК-ПН, рассмотрим особенности регулирования параметров нормального и наиболее тяжелых послеаварийных режимов, а также эффективность и функциональные возможности УПК-ПН. Определим оптимальное размещение УПК-ПН в сети, а также и их параметры, которые позволяют сохранить нормируемые напряжения и токи в наиболее тяжелых послеаварийных режимах. В нормальном режиме рассмотрим возможность с их применением снизить потери активной мощности в сети.
Объектом исследования является схема района электроэнергетической системы 110/35 кВ (рис. 1), состоящая из двух электростанций ЭС-I и ЭС-II установленной мощностью соответственно 330 и 160 МВт и нескольких понизительных подстанций, нагрузки которых заданы со стороны шин высокого напряжения.