Изобретение относится к электроснабжению промышленных предприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшений качества электроэнергии (КЭ) и может быть использован для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в оплату дополнительных потерь мощности, возникающих в электрических сетях вследствие перетока мощностей искажения.
Известен способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии, при котором выбирают общую точку электрических сетей энергосистемы и потребителя, в этой точке осуществляют одновременное измерение для исследуемого.ПКЭ его напряжения U, тока I и сдвига фаз tp между ними и определяют коэффициент долевого участия энергосистемы в ухудшении КЭ:
VI
Э)
СО
рэ V -I ± 2 rj zc sin р + 4 2
и коэффициент долевого участия потребителя в ухудшении КЭ
b«-i-tb
где Zc - сопротивление системы для тока исследуемого ПКЭ.
Недостаток указанного способа заключается в том, что определяемые коэффициенты относятся к моменту измерения. В реальных условиях направления перетоков мощности искажения многократно изменяются в течение суток из-за несовпадения
со
4
режимов работы энергосистемы и потребителя. Кроме того, в указанном способе требуется измерение четырех параметров: U, I, р, zc, что затрудняет практическое применение способа из-за отсутствия серийно выпу- скаемых приборов для измерения сопротивления zc, большой погрешности при измерениях угла р и сопротивления zc. Известен способ, при котором измеряют мощности искажения исследуемого потребителя, а также сумму мощностей искажения всех остальных искажающих потребителей, определяют коэффициент долевого участия потребителя в ухудшении КЭ:
.
Е Р.
1 1
где Рп - мощность искажения исследуемого потребителя;
N - количество потребителей, вносящих мощности искажения, причем за искажающие потребители принимают те, которые имеют отрицательную мощность искажения.
Недостаток известного способа заключается в том. что он также характеризует долевое участие потребителя в ухудшении КЭ только в момент измерения и не дает достоверного решения при переменных в течение времени направлениях мощности искажения.
Цель изобретения - повышение достоверности определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ для обоснования долевого вклада в оплату дополнительных потерь мощности, возникающих вследствие перетоков мощности искажения.
Поставленная цель достигается тем, что в способе, при котором определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения ПКЭ в контрольной точке, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точ- ки выбирают точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением Хс, через которое протекает ток нагрузки потребителя (например, сопротивление силового трансформатора, индуктивного реактора, линии электропередач, производят периодическое одновременное измерение напряжения искажения в контрольных точках в течение заданного периода времени, определяют двумерную гистограмму P(i,j) напряжений искажения, измеренных в контрольных точках, за заданный период времени, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ по формулам
v - U Цэ(
КэзTTi-Jin .( Ч
0
5
0
5
0
5
0
0
Kns
э U3 + In Un fn Un
(2)
JL Хс
la U3 + In Un
где Ь - среднее значение тока искажения за заданный период времени, создаваемого энергосистемой;
N-1N-1
Е 5Uk2 р(и-Ю. (3)
k 1
In -среднее значение тока искажения за заданный период времени, создаваемого потребителем
1 N-1N-K
In- чг- I 5UkI P(i:«-Hc), (4)
Лс k 1 I К
SUk - разность напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс, соответствующая k-му интервалу изменения тока;
иэ - среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого энергосистемой;
N- 11-1
иэ 2 U, Ј P(l;j),(5)
i 1j 0
Un - среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого потребителем;
N -2 N - 1
Un 2 U, 2 P(l;j),(6)
I 0 j l + 1
I и j - номера интервалов двумерной гистограммы P(i;j) по осям напряжений искажения в первой и второй контрольных точках;
N - количество интервалов двумерной гистограммы P(l; j) по каждой из осей.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Направление перетока мощности искажения между энергосистемой и потребителем из-за несовпадения режимов работы энергосистемы и потребителя неоднократно изменяется в течение суток, поэтому при определении с характеристик мощностей искажения целесообразно применять вероятностные методы, в частности метод двумерной гистограммы или двумерной вероятности.
Мощности искажения в электрических сетях (мощности высших гармоник, мощности нулевой и обратной последовательности, мощность модуляции) носят ярко выраженный реактивный характер. В этом случае отношения напряжений на зажимах е- индуктивного сопротивления (трансформатора, реактора, линии электропередач) однозначно характеризует направление перетока мощности искажений (переток происходит от точки с большим напряжением к точке с меньшим напряжением).
Мощности искажения, протекающие в электрических сетях, генерируются при рассмотрении взаимоотношений между Энергосистемой и конкретным потребителем или указанным потребителем или энергоси- стемой. Вклад конкретного потребителя или энергосистемы в ухудшение КЭ (под которым в данном случае пбнимается внесение мощности искажения) может быть оценен по перетоку мощности искажения через трансформатор (линию, реактор), соединяющий сети энергосистемы и потребителя. Величина протекающей мощности может быть определена как произведение средних значений тока и напряжения искажения, со- здаваемых стороной, генерирующей искажения. Раздельный учет токов и напряжений искажения, генерируемых каждой стороной, может быть произведен при использовании двумерной гистограммы на- пряжений искажения на зажимах трансформатора (линии, реактора) и величины сопротивления этого трансформатора.
В качестве контролируемого ПКЭ в предлагаемом способе могут быть исполь- зованы коэффициент n-й гармонической со- ставляющей напряжения Ku(f), коэффициент обратной последовательности напряжения K2U, коэффициент нулевой последовательности напряжения Кои. коэф- фициент Колебаний напряжения эти ПКЭ характеризуют мощности искажения, протекающие в электрических сетях.
На фиг. 1 представлена схема замещения электрической сети для 1-го вида иска- жения; на фиг. 2 - двумерная гистограмма
P(U).
Сопротивление энергосистемы хэ соединено первым зажимом с точкой о, вторым - с точкой 1, сопротивление Хс. соединено первым зажимом с точкой 1, вторым - с точкой 2, сопротивление потребителя Хп соединено первым зажимом с точкой 2, вторым - с точкой 0.
По горизонтальной оси двумерной гис- тограммы P(i; j) расположены пять интервалов изменения напряжения искажения в точке 1 Ui, i - 0, 1, 2, 3, А . По вертикальной оси расположены пять интервалов изменения напряжения искажения в точке 2 Uj, j 0,1. 2,3,4. На пересечении i-x столбцов и j-x строк двумерной гистограммы приведены вероятности одновременного измерения за заданный период времени напряжения Ui в точке 1 и Uj в точке 2.
На фиг. 1 источники искажения напряжения 5-й гармоники существуют в сети потребителя и в сети энергосистемы, причем характер их работы обусловлен многими случайными факторами и направление мощности 5-й гармоники через трансформатор заранее определить практически невозможно.
Для определения долевого участия сторон в ухудшении КЭ по 5-й гармонике изме- рения производят в точках 1 и 2 анализаторами гармоник (на пределе измерений 5% от номинального напряжения сети). Аналоговые сигналы с выходов анализаторов гармоник, представляющие собой напряжение 5-й гармоники, подаются на вход измерителя статистических характеристик, работающего в режиме измерения двумерной гистограммы размерностью 5 х х5. В результате получены значения элементов двумерной гистограммы, представленные на фиг. 2.
Учитывая, что величина сопротивления Хе постоянна и при расчете коэффициентов по формулам (1) и (2) присутствует как в числителе, так и в знаменателе, при практическом применении способа величина Хс может быть принята равной единице.
Значение напряжения 5-й гармоники в центре 1-го Q-ro) интервала двумерной гистограммы при пределе измерений п 5%, количестве интервалов N 5 двумерной гистограммы, номинальном напряжении UH 100%; .
UH П ПЧ05Л-100 5 х N 100U+Ulb 5 100х
Ui
100 v
х (i+0,5) И-0,5.
Множитель д Uk в выражениях (3) и (4) соответствует разности напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс при измерении в точке 1 напряжения Ui и в точке 2 напряжения Uj. Учитывая, что при расчете коэффициентов по формулам (1) и (2) множитель д Uk содержится и в числителе и в знаменателе, при практическом применении способа д Uk может быть уменьшен в Ui раз и принят равным лросто коэффициенту k.
В рассматриваемом примере граница раздела балансовой принадлежности электрических сетей потребителя и энергосисте- мы установлена на стороне 110 кВ трансформатора, что соответствует точке 1 на фиг. 1.
С учетом проведенных рассуждений по выражению (3) определяют среднее значение тока 5-й гармоники за период измерений в точке 1, создаваемое энергосистемой:
N-1 N-1
э Ј К S PO. bkJ- 1,288. k 1 I k
По выражению (4) с учетом приведенных рассуждений определяют среднее значение тока 5-й гармоники за период измерений в точке 1, создаваемое потребителем:
N-1 N-K
ln 2 К 2 P(i;i+k) 0,162. k
По выражениям (5) и (6) определяют средние значения напряжений 5-й гармоники за контролируемый период времени, созданные энергосистемой и потребителем:
N-11-1
Us- 2 0+0,5) 2 РО;0-2Д38; I 0
Un - 2 (I + 0,5 ) : 2 Р0; J) - 0.2455. i +1
По выражениям (1) и (2) определяют коэффициенты долевого участка энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ:
Кэз - 0,986;
Kns 0,014.
Полученные значения могут быть использованы при определении долевых вкладов энергосистемы и потребителя в оплату стоимости дополнительных потерь мощности, создаваемых перетоками мощности 5-й гармоники.
Формул а изобретения
Способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии, заключающийся в том, что определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения показателя качества электроэнергии в контрольной точке, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки выбирают точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением Хс, через которое протекает ток нагрузки потребителя.производят периодическое одновременное измерение напряжения искажения в этих точках в течение заданного периода времени, определяют двумерную гистограмму P(l, j) напряжений искажения, измеренных в первой и второй контрольных точках, за заданный период времени, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении Кэ по формулам laiV .
0
5
0
5
0
5
0
Кэз
чпз
UUe+hvUn InUn
laUa-HnUit
где la - среднее значение тока искажения, создаваемое энергосистемой в первой контрольной точке за заданный период времени;. , N-I N-k
la- r 2 5Uk2 PO. I-Ю,
Ле k 1 I К
In - среднее значение тока искажения, создаваемого потребителем в первой контрольной точке за заданный период времени,
1 N--1N-K
P(l:l+k)д Uk - разность напряжений искажения на зажимах сопротивления Хс, соответствующая k-му интервалу изменения тока;
Us - среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого энергосистемой
N-tIrl
-.
Un - среднее значение напряжения искажения за заданный период времени, создаваемого потребителем,
N-2 М-1
и« 2 и 2 Pd;J).
i 0 J 1+1
f и j - номера интервалов двумерной гистограммы P(l; j) по осям напряжений искажения в первой и второй контрольных точках;
N - количество интервалов двумерной гистограммы P(l; j) по каждой оси.
РОМ).
Изобретение относится к электроснабжению промышленных предприятий. Способ может быть использован для обоснования долевого вклада энергосистемы и потребителя в оплату дополнительных потерь мощности, возникающих в сетях вследствие ухудшения качества из-за перетоков мощностей искажения. Цель изобретения - повышение достоверности определения. Определяют средние за заданный период времени коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя при переменном в течение времени измерения направления перетока мощности искажения. Выбирают д.зе контрольные точки электрических сетей, производят периодическое одновременное измерение напряжения искажения в контрольных точках за заданный период времени, определяют двумерную гистограмму напряжений искажения в контрольных точках, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии по мощности искажения. 2 ил.
Фиг.1.
Фиг.2.
