Учет статической устойчивости синхронных генераторов в задаче планирования оптимальных режимов собственных электростанций по реактивной мощности

Abstract

При планировании нормальных режимов одной из задач является снижение потерь в электрической сети активной мощности на передачу реактивной при работе генераторов по электрическому графику. Снижения потерь можно достигнуть путем перераспределения реактивных мощностей, вырабатываемых генераторами. Однако реактивные мощности синхронных генераторов обуславливают их запас статической устойчивости и зависят от величины реактивных нагрузок, особенно включенных на генераторном напряжении, что ограничивает диапазон регулирования. В связи с изложенным задача определения оптимальных параметров режима генераторов для заданного диапазона реактивных нагрузок является актуальной. Разработан алгоритм, позволяющий определить оптимальный режим работы собственной электростанции по реактивной мощности с учетом реактивных нагрузок и запаса статической устойчивости, представляющий собой научную новизну. При создании алгоритма использовались методы последовательного эквивалентирования для расчета установившихся режимов, динамического программирования для оптимизации параметров режима и последовательного утяжеления для анализа статической устойчивости. Разработанный алгоритм положен в основу программного комплекса «КАТРАН», позволяющего произвести выбор оптимальных режимов и анализ статической устойчивости промышленных генераторов. Программный комплекс может быть применен при определении оптимальных режимов в крупных промышленных энергоузлах, содержащих собственные электростанции и распределенную нагрузку. One problem concerning the design of normal operation is to reduce losses in the active power grid induced by reactive power transmission when generators are running as scheduled. Loss can be reduced by redistributing the reactive power generated by the generators. However, the reactive power of synchronous generators determines their static stability margin and depends on the reactive loads, especially those running at the generator voltage, which limits the control range. This is why it is imperative to optimize the generator configurations for a given range of reactive loads. An algorithm has been developed to optimize in-house power plants by reactive power, which takes into account the reactive loads and the margin of static stability. This is where the novelty of this research lies. When creating the algorithm, sequential equivalentization methods were used to calculate steady-state parameters, to program the parametric optimization, and to perform sequential weighting for static stability analysis. The developed algorithm is the basis of the KATRAN software suit, which can be used to optimize the parameters and analyze the static stability of industrial generators. The software can be used for the optimization of large industrial power centers containing in-house power plants and carrying distributed load.