Краткие теоретические сведения. Баланс реактивной мощности в ЭЭС записывается в виде

Баланс реактивной мощности в ЭЭС записывается в виде

, (2)

где – суммарная мощность генерации; – суммарная мощность нагрузки; – мощность собственных нужд ЭС; – суммарные потери мощности; – зарядная мощность ЛЭП.

Располагаемая реактивная мощность генерации на станциях зависит от выдаваемой генератором активной мощности и поэтому на Q генерации станции накладываются ограничения, зависящие от Р. Если активная мощность генерации меньше номинального значения, то располагаемая реактивная мощность увеличивается и ограничена допустимым в эксплуатации нагревом обмоток статора и ротора.

В случае дефицита или избытка реактивной мощности в ЭЭС применяются компенсаторы реактивной мощности, которые, как правило, устанавливаются на подстанциях сети и у потребителей. Определить необходимую мощность КУ позволяют расчеты электрических сетей, которые выполняются для режимов максимальных и минимальных нагрузок.

Разберем решение этой задачи на примере.

ЭС (см. рис.1) работает через ЛЭП 220 на приемную систему. Параметры схемы замещения ЛЭП: Z = 12,1 + j 43,5 Ом, B = 260 мкСм. Нагрузка приемной системы: P_S равна 200 МВт в режиме наибольших нагрузок и 80 МВт – в режиме наименьших нагрузок; реактивная мощность задана статической характеристикой:

, (3)

где Q ₀ равно 150 Мвар в режиме наибольших нагрузок и 80 Мвар – в режиме наименьших нагрузок. Напряжение на шинах станции в режимах максимальных и минимальных нагрузок равно 242 кВ. Коэффициенты выражения (1) для определения располагаемой реактивной мощности: a = -0.194 и b = 142,8.

Баланс реактивной мощности для схемы ЭЭС (рис. 1)

.

Вычислим составляющие этого баланса. Для этого выясним, какую мощность должна выдавать ЭС. Зададимся приближенным (номинальным) значением напряжения на шинах 2 приемной системы (220 кВ) и выполним расчет потокораспределения в сети. В результате получим требуемую мощность ЭС S ₁ = 215,1 + j 190,6 МВּА. По выражению (1) располагаемая реактивная мощность ЭС равна Q _расп = –0,194ּ215,1 + 142,8 = 101,1 Мвар. Следовательно, ЭС может выдать только эту мощность. Примем Q _ЭС = Q _расп и выполним расчет режима по известным активной и реактивной мощностям (215,1 + j 101,1) и напряжению (242 кВ) начала ЛЭП.

Найденные в результате расчета параметры режима в конце ЛЭП: Q ₂ = 72,8 Мвар, U ₂ = 212,4 кВ.

Требуемая реактивная мощность приемной системы определяется по статической характеристике (3) для напряжения 212,4 кВ и равна 129 Мвар, следовательно, в режиме наибольших нагрузок на шинах приемной системы необходимо иметь источник реактивной мощности не менее Q _КУ = Q_S – Q ₂ = 129 – 72,8 = 56,2 Мвар.

Таким же образом составляется баланс реактивной мощности в режиме наименьших нагрузок и результаты обоих расчетов обобщаются и делаются выводы по установке источника реактивной мощности на шинах приемной системы.