Оптимальне керування режимами напруги у розподільчих мережах з джерелами розосередженої генерації

5.1 Загальні питання впливу джерел генерації на режим напруги

Наявність джерел розосередженої генерації не може не вплинути на режим напруги в розподільчих мережах. При цьому необхідно виходити з того, що у більшості випадків при проектуванні систем електропостачання не передбачалась можливість встановлення джерел генерації або акумулювання енергії. Зазначені джерела встановлюються в існуючих мережах, що може викликати необхідність змінення параметрів регулюючих пристроїв (закону регулювання напруги в центрі живлення, вибір відпайок розподільчих трансформаторів ТП), зокрема, для забезпечення нормованих відхилень напруги.

Між тим, у багатьох випадках джерела розосередженої генерації, особливо за умови їх оптимальної локалізації, сприяють суттєвому покращенню техніко-економічних характеристик розподільчої мережі. В зв'язку з цим метою дослідження є розробка алгоритмів вибору параметрів основних засобів регулювання напруги за умови наявності в мережі джерел генерації малої та середньої потужності, намагання продемонструвати, що в більшості випадків зазначені джерела не тільки не погіршують режим, але і відіграють корисну роль, виключаючи необхідність в використанні додаткових засобів регулювання напруги.

Відомий і використовуваний на практиці підхід до вибору основних засобів регулювання напруги базується на наступному. Вважається, що існує рівень напруги, при якому забезпечуються оптимальні умови функціонування обладнання. При відсутності відповідних обгрунтувань оптимальною вважають номінальну напругу. Враховуючи, що забезпечити оптимальну напругу для всіх споживачів одночасно неможливо, задача вирішується таким чином, щоб у кожну мить значення напруги, близьке до оптимального, підтримувалось у точці мережі, що отримала назву центра електричних навантажень. Для цього послідовно обчислюється: для кожного моменту часу t середньозважене за потужністю значення втрати напруги для сукупності споживачів усіх (n = 1, …, N) розподільчих трансформаторів (); середньозважені за енергією втрати напруги від шин підстанції до центра навантаження кожного (n = 1, …, N) розподільчого трансформатора (). Отримані величини призначені для вибору відпайок ПБВ трансформаторів ТП. При цьому виходять з того, що після того, як значення перебільшить величину ступеню регулювання напруги (Е_ТR), необхідно змінити положення відпайки відповідних розподільчих трансформаторів. Зазначений підхід дозволить у середньому забезпечити рівні напруги найбільш близькі до оптимальних для всієї сукупності низьковольтних споживачів. Компенсація добових змінень навантажень, а, відповідно, і втрат напруги в елементах мережі, забезпечується за рахунок вибору оптимального закону регулювання напруги в ЦЖ. При визначенні параметрів закону регулювання вважається, що бажана добавка напруги в ЦЖ (Е_Т) у кожну мить t має дорівнювати сумі середньозважених за потужністю втрат напруги до центру навантажень усіх N трансформаторів ТП. При цьому в процесі розрахунку втрат напруги до центра навантажень розподільчого трансформатора n (n = 1, …, N) враховуються втрати напруги в розподільчій мережі , розподільчому трансформаторі , у низьковольтній мережі , а також вибрані на попередньому етапі добавки напруги Е_ТR.

Враховуючи, що використовуються в більшості установки розосередженої генерації малої потужності (0,05-1,5Мвт), необхідно відзначити таке. Перш за все, важливо підкреслити, що з точки зору впливу на електричну мережу зазначені джерела можна розділити на дві групи. До першої слід віднести установки, призначені для електропостачання лише низьковольтних споживачів конкретного розподільчого трансформатора. Установки, які можуть генерувати енергію в розподільну мережу, складають другу групу. Окрім цього необхідно враховувати, що існує декілька стратегій використання розосередженої генерації. В одних випадках зазначені джерела використовуються постійно з практично незмінною потужністю. В інших передбачається короткочасне їх використання, здебільшого в період максимальних навантажень. Одночасно треба враховувати, що частина технологій, використовуваних в розосередженій генерації, окрім безпосередньо генерації електроенергії передбачає акумулювання енергії (наприклад, вітряки, що функціонують сумісно з акумуляторними батареями) або споживання з енергосистеми в режим мінімальних навантажень. Прикладом є реверсивні паливні комірки або паливні комірки, суміщені з електролізними установками. Саме ці технології характеризують найзагальніший випадок, виходячи з оцінки впливу джерел розосередженої генерації на режим напруги в розподільчих мережах.