Способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии Советский патент 1992 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к электроснабжению промпредприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшении качества электроэнергии (КЭ), и может быть использовано для обоснования применения скидок (надбавок) с та- рифа на электроэнергию к стороне (энергосистеме или предприятию), ухудшающей КЭ, за поставку энергосистемой электроэнергии пониженного качества или внесение потребителем искажений в сеть энергосистемы.

Известен способ определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии, согласно которому выбирают общую точку электрических сетей энергосистемы и потребителя, в этой точке осуществляют одновременное измерение для исследуемого ПКЭ его напряжения U, тока I и сдвига

между ними и определяют коэффициент долевого участия энергосистемы в ухудшении КЭ

,

с

1 ± 27jZcSin + Zg

и коэффициент долевого участия потребителя в ухудшении КЭ

bn 1 ТГ

Оэ

где 2с - 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 режимов работы энергосистемы и потреби Ч|

СЛ

С 00 V4

теля. Кроме того, в указанном способе требуется измерение четырех параметров: U, I, р, Zc, что затрудняет практическое применение способа из-за отсутствия приборов для изменения сопротивления Zc и большой погрешности угла р и сопротивления Zc. В указанном способе предлагается определять коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя независимо от величины ПКЭ, хотя ГОСТ 13109-87 нормирует допустимые значения ПКЭ, при непревышении которых ни одна из сторон (энергосистема или потребитель) не может предъявить претензий к другой стороне и, следовательно, нет необходимости определять долевое участие сторон в ухудшении КЭ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому измеряют мощность искажения исследуемого потребителя, а также сумму мощностей искажения всех остальных искажающих потребителей, определяют коэффициент долевого участия потребителя в ухудшении КЭ

b Р

М, 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. Кроме того, известный способ определяет величину b независимо оттого, превышает или не превышает значение ПКЭ требований ГОСТ 13109-87. В известном способе не предусмотрено определение коэффициента долевого участия энергосистемы в ухудшении КЭ.

Целью изобретения является повышение достоверности определения долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ для обоснования применения скидок (надбавок) к тарифу за ухудшение КЭ..

Поставленная цель достигается тем, что

согласно способу, 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 точки - точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением, измеряют напряжения искажения в этих контрольных точках, получают двумерную гистограмму, значение P(I;J) которой представляет собой

вероятность одновременного попадания напряжения искажения в первой контрольной точке в интервал I и напряжения во второй контрольной точке в интервал J, оп: ределяют коэффициенты долевого участия

энергосистемы Кэи и потребителя Кпи в ухудшении качества электроэнергии по формулам:

Кэи

иэ

иэ + ип

к - и Кпи иэ + Un

(1) (2)

где иэ - среднее значение напряжения ис- кажения, создаваемое энергосистемой в первой контрольной точке:

. о,

Un - среднее значение напряжения искажения, создаваемое потребителем в первой контрольной точке:

N-2 Un 2

I М +1 J Г + 1

N-1

и. 2. P(i:i),

(4)

М - номер интервала двумерной гистог- раммы по оси напряжения искажения в первой- контрольной точке, соответствующий максимально допустимому значению этого напряжения;

Ui - значения напряжений искажения в центрах 1-го интервала двумерной гистограммы;

N - количество интервалов двумерной гистограммы по каждой оси.

Сущность предлагаемого способа за- ключается в следующем.

Направление перетока мощности искажения между энергосистемой и потребителем из-за несовпадения режимов работы энергосистемы и потребителя неоднократ- но изменяется в течение суток, поэтому при определении 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 последовательностей, мощность модуляции) носят ярко выраженный реактивный характер, В этом случае соотношения напряжений на зажимах индуктивного сопротивления (трансформатора, реактора, линии электропередач) однозначно характеризуют направление перетока мощности искажений (переток |фоисходит от точки с большим напряжением точке с меньшим напряжением).

При переменном направлении мощности искажения напряжение искажения в точке присоединения потребителя к энерго- системе поочередно создается источниками искажений, находящимися в сети потребителя и в сети энергосистемы. Поэтому суммирование напряжений в центрах интервалов двумерной гистограммы, умно- женных на вероятности в каждой ячейке этих интервалов, соответствующих превышению напряжения искажения на одном зажиме сопротивления над напряжением на другом зажиме, дает в результате среднее значение напряжения искажения, созданного энергосистемой, и среднее значение напряжения, созданного потребителем.

Предлагаемый способ предполагает применение полученных коэффициентов долевого участия (КДУ) при расчете скидок (надбавок) с тарифа за ухудшение КЭ. При этом не учитываются перетоки мощности искажения, при которых требования ГОСТ 13109-87 на уровни ПКЭ не превышены (в формуле (3) суммирование производится, начиная не с интервала , а с интервала в формуле (4) суммирование производится не с интервала , а с интервала ).

В качестве контролируемого ПКЭ в предлагаемом способе могут быть использованы коэффициент n-й гармонической со- ставляющей напряжения Ки(п), коэффициент обратной последовательно- сти напряжения Кзи, коэффициент нулевой последовательности напряжения К0и, коэффициент колебаний напряжения Ity. Все эти ПКЭ нормируются в ГОСТ 13109-87 и характеризуют мощности искажения, протекаю- щие в электрических сетях.

Сопротивление энергосистемы Хэ соединено первым зажимом с точкой 0, а вторым - с точкой 1. Сопротивление Хс соединено первым зажимом с точкой 1, а вторым - с точкой 2. Сопротивление потребителя Хп соединено первым зажимом с точкой 2, а вторым - с точкой 0.

На фиг. 1 представлена схема замещения электрической сети для К-го вида иска1 жения; на фиг. 2 - двумерная гистограмма

РО; ОПо горизонтальной оси двумерной гистограммы P(l; J) расположены 5 интервалов изменения напряжения искажения в точке 1 Ui, ,1,2,3,4, по вертикальной оси - 5 интервалов изменения напряжения искажения в точке 2Uj, ,1,2,3,4. На пересечении 1-х столбцов и j-x строк двумерной гистограммы приведены вероятности одновременного измерения за заданный период времени напряжения Ui в точке 1 и DJ в точке 2.

П р и м е р. На фиг. 1 источники искажения напряжения существуют в сети потребителя и в сети энергосистемы, причем характер их работы обусловлен многими случайными факторами и направление мощности искажения через трансформатор заранее определить практически невозможно

Для определения долевого участия сторон в ухудшении КЭ измерения производились в точках 1 и 2 анализаторами гармоник на пределе измерений 5% от номинального напряжения сети. Аналоговые сигналы с выходов анализаторов, представляющие собой напряжения искажения, подавались на вход измерителя статистических характеристик, работающего в режиме измерения двумерной гистограммы размерностью 5x5. В результате получены значения элементов двумерной гистограммы, представленные на фиг. 2.

Значение напряжения искажения в центре 1-го G-ГО) интервала двумерной гистограммы при пределе измерений , количестве интервалов двумерной гистограммы и номинальном напряжении сети

U WHO+0 5)W1( +0-5)I+0 5

В рассматриваемом примере граница раздела балансовой принадлежности электрических сетей потребителя и энергосистемы установлена на стороне 110 кВ трансформатора, что соответствует точке 1 на фиг. 1. Для напряжения 110 кВ коэффициент n-й гармонической составляющей не должен превышать 2%. При выбранноом переделе измерений в этом случае в формулах (3) и (4) .

С учетом приведенных исходных данных по выражению (3) определяют среднее значение напряжения искажения за период измерений в точке 1, создаваемое энергосистемой:

0+05) 2:1p(i;j) r I 2j 0

2,5(0,165+0,207)+3,5(0,118+0,142 +0,059H.5(0,004+0,001+0,003)2,0825.

По выражению (4) определяют среднее значение напряжения искажения за период измерений в точке 1, создаваемое потребителем:

Un-io

I 2

+ o.5)SP(i;j) + i

H2,5(0,046+0,004)+3.50,,174.

По выражениям (1) и (2) определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении КЭ:

Кэи

KnU

2,0825

2,0825+0.174 0,174

0.92; 0,08,

2,0825+0,174 Формула 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 долевого участия потребителя и определения долевого участия энергосистемы в ухудшении качества электроэнергии, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки - точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением, измеряют напряжения ис

кажения в этих контрольных точках, получают двумерную гистограмму, значение P(i: j) которой представляет собой вероятность одновременного попадания напряжения искажения в первой контрольной точке в интервал I и напряжения искажения во второй контрольной точке в интервал J, определяют коэффициенты долевого участия энергосистемы Кэи и потребителя Кпи в ухудшении качества электроэнергии по формулам

Кэи KnU

Us

U3 + Цп

Un . U3 + Un

/

где Us - среднее значение напряжения искажения, создаваемое энергосистемой в первой контрольной точке:

N -1

- 1

иэ 2 и, 2 Р(М),

+ 1 J-0

Un - среднее значение напряжения ис- 25 кажения, создаваемое потребителем в первой контрольной точке:

30

N 2 N -1

Un S U. Ъ P(i;i),

I M +1 1 1+1

М - номер интервала двумерной гистограммы по оси напряжения искажения в первой контрольной точке, соответствующий максимально допустимому значению этого напряжения;

Ui - значения напряжений искажений в центрах 1-го интервала двумерной гистограммы;

N - количество интервалов двумерной гистограммы по каждой оси.

Изобретение относится к электроснабжению предприятий, в частности к определению долевого участия энергосистемы и потребителя электроэнергии в ухудшении качества электроэнергии При определении долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии определяют коэффициент долевого участия потребителя путем измерения показателя качества электроэнергии в контрольных точках, в качестве первой контрольной точки выбирают точку присоединения потребителя к энергосистеме, в качестве второй контрольной точки - точку, электрически соединенную с первой контрольной точкой двухполюсным сопротивлением, измеряют напряжения искажения в этих контрольных точках и получают двумерную гистограмму, на основе которой определяют коэффициент долевого участия энергосистемы и потребителя в ухудшении качества электроэнергии.2 ил.

Фиг. 1

Фиг. 2.