По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 620.9

Трехэлементное реакторно-конденсаторное устройство для связи асинхронно работающих энергосистем переменного тока с одинаковыми напряжениями

Бошняга В.А. канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, Институт энергетики Академии наук Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова
Суслов В.М. научный сотрудник, Институт энергетики Академии наук Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова

Проведен обзор известных технических решений по реализации управляемой «гибкой» связи на переменном токе для асинхронно работающих энергосистем. Исследованы основные характеристики трехэлементного реакторно-конденсаторного устройства, обеспечивающего заданную передаваемую мощность при одинаковых модулях напряжений систем и баланс реактивной мощности в устройстве. Разработана математическая модель, позволяющая рассчитывать параметры элементов реакторно-конденсаторного устройства, необходимых для реализации кругового вращения фазы при заданной комплексной проводимости нагрузки. Полученные результаты позволяют оценить необходимый диапазон изменения проводимостей, который надо обеспечить с помощью полупроводниковых переключающих устройств для поддержания передаваемой мощности.

Литература:

1. Bosneaga V., Suslov V., Postolaty V. Reaktorno-kondensatornoie ustroistvo dlea sveazi asinhronno rabotaiuschih energosistem peremennogo toka.[Reactor-Capaсitor Device for Link Between Non-Synchronous Power Systems]. Problemi regionalinoi energetiki, elektronni resurs, № 1 (30), 2016, URL http://journal.ie.asm.md/ru/contents/electronni_jurnal-n130-2016, (accessed on 03.08.2016). (In Russian).

2. Zelenohat N.I. Sozdanie gibkih mejsistemnih sveazei dlea obiedinenia elektroenergeticheskih system. [Creation of flexible links for the connection of electrical power systems]. Izvestia vishih ucebnih zavedenii, 1981, №1, pp. 3–8. (In Russian).

3. Gyugyi L., Schauder C.D., Williams S.L., etc. The Unified Power Flow controller: a new approach to power transmission control. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 10, № 2, April 1995. Р.1085S.L.1097.

4. Gyugyi L. Unified power-flow control concept for flexible AC transmission systems. Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings C (Volume:139 , Issue: 4 ) Jul 1992, pp. 323–331, ISSN:0143–7046.

5. Biplab Bhattacharyya, Vikash Kumar Gupta, Sanjay Kumar. UPFC with series and shunt FACTS controllers for the economic operation of a power system. Ain Shams Engineering Journal (2014), vol. 5, issue 3, pp. 775–787.

6. Voitovski А.V., Kalinin L.P. [Investigation of phase-shifting transformer operation with circular phase-angle rotation of voltage]. Issledovanie rejima raboti fazoreguliruiuschego transformatora s krugovim preobrazovaniem fazi napreajenia. Sb. Upravleaemie electroperedachi, Кishinev, izdatelistvo “Stiintsa”, 1987 (In Russian).

7. Bosneaga V.A., Postolaty V.М., Voitovskii A.V. Transformatornoie ustroistvo dlea sveazi energosistem. [Transformer device for interconnection of power systems]. Avtorskoie svidetelistvo SSSR no. 1288764. ot 8.10.1986 (In Russian).

8. Bosneaga V.A., Voitovskii А.V., Postolaty V.М. Transformatornii fazoreguleator. [Phase-shifting transformer]. Avtorskoie svidetelistvo SSSR no. 1742958, ot 23.06.1992 (In Russian).

9. Berlin Е.М. Razrabotka nauchno-tehnicheskih predlojenii I podgotovka variantov dlea tehniko-ekonomicheskogo obosnovania mnogofaznih tiristorno-kliuchevih ustroistv dlea obiedinenia energosistem. Nauchno-tehnicheskii otchet, NIIPT, Leningrad, 1983 (In Russian).

10.Alexandrov G.N., Zaitsev S.G., BlagodirevV.I. Upravleaemie reaktori v kachestve silovih elementov vstavki peremennogo toka. [Controlable reactors as elements of alternating current link] Elektroenergetika: segodnea I zavtra. 2014, no. 3, pp. 51–59 (In Russian).

11. Makarov A.V., Talamanov O.V. Ustroistvo dlea obiedinenia trehfaznih energosistem na osnove upravleaemih reaktorov. Patent na poleznuiu modeli no. 50726. 23.11.2006 (In Russian).

12.Kulinich V.А. Induktivno-emkostnie upravleaemie transformiruiuschie ustroistva. Moskva, Energoatomizdat, 1987, 177 p. (In Russian).

В настоящее время в качестве управляемых межсистемных связей, т. е. таких связей различных энергосистем, для которых величина передаваемой активной мощности задана независимо от загрузки других ветвей электрической сети, применяются, как правило, так называемые вставки постоянного тока, по которым имеется обширная литература, некоторые из использованных источников приведены в [1]. Данное техническое решение апробировано на практике и доведено до высокой степени совершенства, единственным фактором, который тормозит их более широкое распространение, является высокая стоимость, обусловленная в том числе и двойным преобразованием рода тока – из переменного в постоянный на передающем конце и обратным преобразованием – на приемном конце управляемой связи.

Известны и другие технические решения по реализации управляемой связи. В качестве одного из примеров можно указать устройство связи на базе асинхронных или асинхронизированных электрических машин переменного тока, связанных механически путем их расположения на одном валу. Однако, несмотря на проведенные масштабные исследования и разработки, они пока не нашли широкого практического применения в данной области (см., например, [2]).

Другим примером устройств, которые приблизились к решению задачи создания гибкой связи, по-видимому, являются устройства типа UPFC (Unified Power Flow Controller, [3–5]). Они обладают универсальными характеристиками (позволяют одновременно в реальном времени управлять потоками активной и реактивной мощности в линии электропередачи), сравнимыми разве что с теми, которые обеспечивает вставка постоянного тока. Однако в доступной литературе не рассматривается их использование для обеспечения гибкой связи несинхронно работающих энергосистем.

В связи с успешным развитием техники коммутации на базе различных полупроводниковых устройств (как традиционных тиристоров, так и элементов типа GTO и IGBT и др.) обозначилось еще одно потенциально возможное направление реализации такой связи, идея которой высказывалась давно – на базе трансформаторных фазопреобразующих устройств с круговым вращением фазы выходного напряжения относительно входного, реализуемого с помощью полупроводниковых быстродействующих переключающих элементов (см. например, [6–9]). Данное направление также находится в стадии научно-исследовательских разработок.

Для Цитирования:
Бошняга В.А., Суслов В.М., Трехэлементное реакторно-конденсаторное устройство для связи асинхронно работающих энергосистем переменного тока с одинаковыми напряжениями. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2016;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: