УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Основные технические и

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Основные технические и экономические проблемы передачи электроэнергии на большие расстояния

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Цель лекции: знакомство с особенностями передачи электроэнергии на большие расстояния; обзор техникоэкономических проблем, возникающих при этом. План лекции ØПредпосылки применения дальних электропередач ØСпособы повышения пропускной способности дальних передач переменного тока ØПример реализации дальней передачи переменного тока ØПередача электроэнергии на большие расстояния постоянным током ØОсобенности передач постоянного тока и их сравнение с передачами переменного тока 2

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Предпосылки применения дальних электропередач q Объединение отдельных удаленных энергосистем q Взаимное резервирование энергосистем PΣрез. ОЭС < P рез. ЭС 1 + P рез. ЭС 2 + …+P рез. ЭСn q Транспорт электроэнергии вместо транспорта q Снижение суммарной установленной мощности PΣуст. ОЭС < P н. max. ЭС 1 + P н. max ЭС 2 +… +P н. max. ЭСn Экономичное распределение нагрузок между электростанциями 3 q

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Повышение пропускной способности дальних электропередач переменного тока Увеличение класса напряжения передачи Увеличение тока передачи Увеличение размера опор и усложнение изоляции Увеличение сечения провода и числа параллельных линий Рост объемов черного металла Рост объемов цветного металла и изоляционных материалов 4

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Повышение пропускной способности дальних электропередач переменного тока Способы повышения пропускной способности Изменение конструкции линии Управляемые источники реактивной мощности Компенсация параметров линии Автоматическая аварийная разгрузка 5

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Автоматическая аварийная разгрузка (ААР) Угловая характеристика передачи Максимум передаваемой мощности: Pm. Н – нормальный режим; Pmа – послеаварийный режим; Pm. ППа – послеаварийный режим наличии при ПП. Мощность генерации: PН – нормальный режим; Pа – послеаварийный режим. Отключение мощности генерации: δP – объем отключаемой мощности; δPПП – объем отключаемой мощности генерации при наличии ПП 6

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Компенсация параметров линии Продольная емкостная компенсация: - снижение индуктивного сопротивления; - увеличение предела передаваемой мощности. Степень компенсации - Принцип выполнения Причины ограничения: § требования РЗи. А; § снижение потерь активной мощности; § отстройка от самовозбуждения и самораскачивания генераторов. Недостаток продольной емкостной компенсации повышение напряжения, для снижения - установка реакторов. 7

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Изменение конструкции ЛЭП Принципы изменения конструкции линий - снижение индуктивного сопротивления Компактные воздушные линии Сближение фаз ЛЭП Специальные конструкции расщепления фаз 8

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Управляемые источники реактивной мощности (УИРМ) Принцип использования УИРМ Достоинство – рост максимальной передаваемой мощности. без УИРМ с УИРМ N – число УИРМ 9

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Пример реализации дальней передачи переменного тока (1964 г. ) ДЭП напряжением 500 к. В Самара – Москва. Две параллельные цепи длиной 850 км. Мощность генерации на передающем конце 2300 МВт. Меры повышения пропускной способности и эффективности передачи Ø 1. Впервые применено расщепление фазы на 3 провода (снижение XЛ на 28%). Ø 2. Сооружено 3 переключательных пункта, линия поделена на четыре части примерно равной длины (увеличение XЛ в послеаварийном режиме на 25%). Ø 3. Применено быстродействующее отключение ЛЭП и ААР для сохранения динамической устойчивости. Ø 4. Продольная емкостная компенсация позволила снизить XЛ на 26% (мощность конденсаторов 500 МВАр). Ø 5. Поперечная компенсация реакторами снизила емкостную генерацию линии, потоки реактивной мощности по линии и потери мощности и выровняла U в промежуточных точках ДЭП. Ø 6. Применены синхронные компенсаторы на приемном конце и сильное регулирование напряжения (U 1=U 2=const). Ø 7. Установлены шунтирующие реакторы на передающем конце линии. 10

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем 11

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Передача электроэнергии на большие расстояния постоянным током (ПТ) Схема замещения передачи ПТ (ППТ) Id Rd ЕВ и ЕИ – эффективные значения ЭДС + + выпрямителя и инвертора RB RИ Ud 1 и Ud 2 – напряжение в начале и конце ППТ U d 1 U d 2 Id – ток передачи EB EИ RВ и RИ – внутренние сопротивления выпрямителя и инвертора Rd – сопротивление линии Основные уравнения ППТ Id=(ЕВ – ЕИ)/(RВ + RИ + Rd) Pd 1= Ud 1 Id Pd 2= Ud 2 Id Ud 1 = Ud 2 + Id Rd 12

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Особенности ППТ и их сравнение с передачами переменного тока Недостатки передач постоянного тока q q q Необходимость компенсации высших гармоник. Необходимость компенсации реактивной мощности преобразователей. Усиленная изоляция системы управления тиристорными вентилями. Снижение устойчивости работы инверторов в несимметричных режимах. Усложненная конструкция подстанции. Сложность коммутации и наличие перенапряжений. 13

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Особенности ППТ и их сравнение с передачами переменного тока Преимущества передач постоянного тока q Реактивные параметры электропередачи не оказывают существенного влияния на потери напряжения и мощности. q Уменьшение тока за счет отсутствия реактивной мощности. q Возможность несинхронной работы связываемых ЭЭС. q Отсутствие ограничения передаваемой мощности по условиям устойчивости q Сокращение числа проводов до одного или двух. q Уменьшение изоляционных промежутков и равномерное распределение напряженности электрического поля вдоль гирлянды изоляторов. 14 q Применение более простых конструкций опор.

УГТУ-УПИ Кафедра Автоматизированных Электрических Систем Спасибо за внимание!