Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕТЯХ 6-10 КВ ГУП СК «СТАВРОПОЛЬКОММУНЭЛЕКТРО»

Авторы:
Город:
Ставрополь
ВУЗ:
Дата:
04 марта 2016г.

В данной статье объектом исследования являются филиалы ГУП СК «Ставрополькоммунэлектро», а предметом исследования – оптимизация мест установки и мощности компенсирующих устройств. Цель работы – разработка     мероприятий     по     компенсации     реактивной     мощности     в     филиалах     ГУП     СК «Ставрополькоммунэлектро». Определение мест установки и мощности компенсирующих устройств проведено в программном комплексе RersPC.

Ключевые слова: реактивная мощность, компенсирующее устройство, оптимизация, сокращение потерь электроэнергии.

Одной из основных задач государственной программы «Энергоэффективность и развитие энергетики» является развитие энергосбережения и повышение энергоэффективности, в том числе сокращение потерь электрической энергии в электросетевом комплексе. Одним из эффективных способов снижения потерь активной мощности, электроэнергии и потерь напряжения в электрических сетях является установка компенсирующих устройств (КУ) в сети. Оптимальное решение соответствующей проблемы не только создает возможность существования максимальных режимов работы электрических систем за счет обеспечения баланса реактивной мощности как по системе в целом, так и в отдельных ее узлах, но и существенно уменьшает потери электрической энергии, а также приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию сетей.

Рассмотрим вопрос компенсации реактивной мощности на примере электрических сетей 6-10 кВ ГУП СК«Ставрополькоммунэлектро».

Наиболее актуальные проблемы, которые приходится решать организации, являются высокий износ основного оборудования распределительных электрических сетей напряжением 6-10 кВ и относительно высокий уровень технических потерь электроэнергии.

Компенсация реактивной мощности в сетях 6-10 кВ позволит не только снизить потери электрической энергии, но и позволит снизить загруженность оборудования электрических сетей.

Рассмотрим следующие филиалы ГУП СК «Ставрополькоммунэлектро»: Филиал г. Минеральные Воды «Электросеть»,  филиал  г.  Михайловск  «Электросеть»  участок  Грачевка,  филиал  г. Новоалександровск «Электросеть».

Для каждого фидера рассматриваемых филиалов на основании режимных замеров определим коэффициенты реактивной мощности.

На Рисунке 1 приведена гистограмма распределения tg ɸ по фидерам рассматриваемых объектов. В соответствии с приказом Министерства промышленности и энергетики РФ от 22 февраля 2007 г. N 49 tg ɸ в сетях 6-20 кВ должен быть равен 0,4 [1].

Из расчетов видно, что рассматриваемые филиалы  ГУП СК «Ставрополькоммунэлектро» потребляют большое количество реактивной мощности (для большинства фидеров tg ɸ>0,4).

Наибольшее отклонение от нормируемого коэффициента реактивной мощности наблюдается на следующих фидерах:

а) филиал г.Минеральные воды – Ф606,Ф609;

б) филиал г.Михайловск, участок Грачевка – Ф101,Ф102; в) филиал г.Новоалександровск – Ф 325,Ф210.

В качестве компенсирующих устройств будем рассматривать батареи конденсаторов (БК). К достоинствам данного вида компенсирующих устройств можно отнести: относительно небольшие удельные потери активной мощности; простота осуществления монтажных работ; неприхотливость в эксплуатации; допустимость установки батарей конденсаторов в любой точке системы; возможность увеличение установленной мощности.

Вопросы оптимизации связанные с использованием батарей конденсаторов (БК) решается в различных постановках (например, укрупнено: задачи проектные – выбор и размещение БК, задачи эксплуатационные – управление имеющимися БК в реальном времени).

Определение мест установки и мощности батарей конденсаторов проведем в программном комплексе RersPC, используя для этого встроенный в него модуль расчета эффективности мероприятий по снижению потерь энергии [3]. Методика определения мест установки и мощности батарей конденсаторов данного модуля основана на определение минимума целевой функции, учитывающей потери электроэнергии.

Расчет рассмотрим на примере филиала г. Михайловск, участок Грачевка Ф101.

Ступенчатые графики токовой нагрузки вдоль главной магистрали фидера Ф101 до и после установки компенсирующих устройств изображены Рисунке 2.



Как видно из графика одним из положительных эффектов установки компенсирующих устройств является снижение максимальной токовой нагрузки линий в среднем на 7%.

Представляет интерес оценка технико-экономической эффективности повышения коэффициента мощности cosɸ у потребителей средствами компенсации реактивной мощности. В Табл.1 приведены результаты снижения нагрузки (полной мощности), а также потерь активной мощности в сети до и после компенсации.


 Таблица 1

Снижение нагрузки


Cosɸ(tgɸ) до компенсации

Cosɸ(tgɸ) после компенсации

Снижение полной мощности ,%

Снижение потерь активной мощности %

0,75(0,88)

0,98(0,203)

26,17

22,631

В связи с тем, что на практике установку КУ во всех узлах не удается осуществить одновременно, возникают вопросы об экономических показателях каждого КУ в отдельности и целесообразной последовательности установки.

Оценим эффективность установки КУ по отдельности в выбранных узлах. Расчет потерь выполняется по методу средних нагрузок.

Гистограмма сроков окупаемости представлена на Рисунке 3.

Эффективным сроком окупаемости можно считать срок до 5 лет. В первую очередь целесообразна установка компенсирующих устройств с наименьшим сроком окупаемости (наибольшей эффективностью). В соответствии с рассчитанными сроками окупаемости можно составить план-график внедрения мероприятий по установке компенсирующих устройств.

Оценим суммарный эффект от установки КУ во всех узлах одновременно. В Табл.2 приведен суммарный эффект от установки КУ.

 

Таблица 2 

Суммарный эффект от установки КУ


Суммарная стоимость, тыс.руб.

 

Эффект, МВт*ч

 

Эффект, %

 

Срок окупаемости, лет

Ф101

1969,5

162,33

22,63

3,41

Ф102

1118,6

33,19

20,97

8,62

Ф210

2034,8

64,52

10,38

7,59

Ф325

534

25,68

37,64

4,68

Ф606

218

68,89

21,47

3

Ф609

218

44,57

28,31

2,6

Стоит отметить, что в процессе эксплуатации БК происходит ряд изменений, которые могут повлиять на эффективность ее использования: происходит развитие энергосистемы в целом и отдельных энергорайонов; изменяются значения  параметров  сети (главным образом нагрузки). Может  возникнуть ситуация, когда БК эффективнее использовать в другом узле электрической сети. В такой ситуации необходимо рассмотреть возможность перемещения БК на новое место эксплуатации (применение «передвижных», «мобильных» БК).

В частности, перемещение БК можно осуществлять с помощью грузового автотранспорта (применение автокрана совместно с грузовым автомобилем; или рассмотрение возможности перевоза на этапе создания БК, с применением в ее конструкции элементов позволяющих производить ее перемещение как «прицепа» к грузовому транспорту). При этом в осенне-зимний период передвижные БК применяют для проведения мероприятий по плавке гололеда [2], а в летний период возможно их использование по прямому назначению (компенсация реактивной мощности). Экономическая эффективность перемещения БК будет определяться уменьшением затрат от сокращения потерь электрической энергии и затратами на перевозку батареи конденсаторов.

Выводы:

1)          Определены мощности и места установки КУ в выбранных фидерах ГУП СК «Ставрополькоммунэлектро». Произведена оценка эффективности установки компенсирующих устройств в филиалах ГУП СК «Ставрополькоммунэлектро». Определено, что средний срок окупаемости по всем рассматриваемым филиалам составил 4.63 года, однако, выявлены узлы, где установка КУ наиболее эффективна и срок окупаемости не превышает 2 лет. Минимальный срок окупаемости отдельно взятого КУ составил 1.3 года, максимальный 10.3 года.

2)    Выполнен расчет установившегося режима после проведения мероприятий по компенсации реактивной мощности. Определена токовая нагрузка линий и распределение напряжение вдоль магистрали фидеров. Загрузка линий сокращается в среднем на 7 %. Минимальное снижение нагрузки линий составило 3%, максимальное 12%.

 

Список литературы

1.     О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии. Приказ министерства промышленности и энергетики российской федерации. От 22 Февраля 2007 Г. N 49.

2.     Патент на изобретение № 2537851, МПК H02G 7/16/ Способ борьбы с гололедом на воздушных линиях электропередачи [Текст] / Костюков Д.А., Кононов Ю.Г., патентообладатель федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский федеральный университет» - № 2012123221/07; заявл. 05.06.2012; опубл. 10.01.2015 Бюл. №1. – 9 с.

3.     Справка программного комплекса RersPC версии 2.1.