Оперативное управление в электроэнергетике

№ 6, 2016г.

УДК 620.9

ТРЕХЭЛЕМЕНТНОЕ РЕАКТОРНО-КОНДЕНСАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ АСИНХРОННО РАБОТАЮЩИХ ЭНЕРГОСИСТЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ОДИНАКОВЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ

Бошняга В.А.
, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник;
Суслов В.М., научный сотрудник,
Институт энергетики Академии наук Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова

Проведен обзор известных технических решений по реализации управляемой «гибкой» связи на переменном токе для асинхронно работающих энергосистем. Исследованы основные характеристики трехэлементного реакторно-конденсаторного устройства, обеспечивающего заданную передаваемую мощность при одинаковых модулях напряжений систем и баланс реактивной мощности в устройстве. Разработана математическая модель, позволяющая рассчитывать параметры элементов реакторно-конденсаторного устройства, необходимых для реализации кругового вращения фазы при заданной комплексной проводимости нагрузки. Полученные результаты позволяют оценить необходимый диапазон изменения проводимостей, который надо обеспечить с помощью полупроводниковых переключающих устройств для поддержания передаваемой мощности.

Ключевые слова: реакторно-конденсаторное устройство, управляемая гибкая связь на переменном токе, передаваемая активная и реактивная мощность.

THREE-ELEMENT REACTOR-CAPAСITOR DEVICE FOR FLEXIBLE LINK BETWEEN NON-SYNCHRONOUS POWER SYSTEMS WITH EQUAL VOLTAGES

Bosneaga V.A., Suslov V.M.

Institute of Power Engineering of the Academy of Sciences of Moldova, city of Kishinov, Republic of Moldova

Review of known variants of flexible controlled interconnections between asynсron power systems was fulfilled. The basic characteristics of three-element reactor-capacitor device, providing controlled power transmission at equal levels of connected power systems voltages and reactive power internal balance, were investigated. Mathematical model was elaborated for calculation of parameters of reactor-capacitor device elements, necessary for realization of circular rotation of output voltage phase angle at fixed load admittance. These results allow estimating the required range of the admittances changing, which is necessary to ensure control of transmitted power by the means of semiconductor switching devices.

Key words: controlled, flexible connection of AC power systems, combined reactor-capacitor device.

УДК 621.311:621.316.9

ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ С АДАПТИВНЫМИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ АЛГОРИТМАМИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Лизунов И.Н.,
канд. техн. наук, старший научный сотрудник;
Мисбахов Р.Ш., канд. техн. наук, старший научный сотрудник;
Федотов В.В., Драгни В.М., Багаутдинов И.З., магистранты,
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань

Проведенный обзор и анализ основных тенденций и направлений развития систем релейной защиты и автоматики, а также опыта применения устройств и систем релейной защиты и автоматики в рамках концепции «цифровой подстанции и сетей», патентное исследование баз патентных документов показали актуальность разработки централизованной системы релейной защиты и автоматики для РП и РТП среднего напряжения, оригинальность предлагаемых решений и их перспективность.

Ключевые слов: многоканальная централизованная система релейной защиты и автоматики, адаптивные алгоритмы релейной защиты и автоматики, распределительный пункт среднего напряжения, распределительная трансформаторная подстанция среднего напряжения.

CENTRALIZED SYSTEM OF RELAY PROTECTION AND AUTOMATION WITH ADAPTIVE INTELLIGENT ALGORITHMS OF RELAY PROTECTION

Lizunov I.N., Ph.D. of tehnical sciences, senior research fellow;
Misbakhpov R.Sh., Ph.D. of tehnical sciences, senior research fellow;
Fedotov V.V., Dragny V.M., Bagautdinov I.Z., undergraduates,
Kazan state power engineering university, city of Kazan

The review and analysis conducted on the main trends and directions of development of relay protection and automation systems, as well as experience of using the devices and systems of relay protection and automation within the concept "digital substations and networks," patent research database of patent documents has shown the importance of development of a centralized system of relay protection and automation for the RP and RTP medium voltage, originality of the proposed solutions and their prospects.

Key words: multi-channel centralized system of relay protection and automation, adaptive algorithms of relay protection and automation, distribution point of medium voltage distribution transformer substation of medium voltage.

УДК 621.311

ОБЛАСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ИЗОЛИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИЗ ДВУХ СТАНЦИЙ ПРИ ВАРИАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИКИ И МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Голов В.П.,
канд. техн. наук;
Кормилицын Д.Н., аспирант;
Мартиросян А.А., канд. техн. наук, доцент;
Москвин И.А., канд. техн. наук, старший преподаватель,
кафедра электрических систем, Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, г. Иваново

Проанализировано влияние характеристики и мощности нагрузки на тип и форму областей колебательной устойчивости. Найдены диапазоны допустимого изменения параметра регулирования устройства продольной компенсации по условию сохранения колебательной устойчивости при различных характеристиках и мощностях нагрузки.
Показано, что тип области устойчивости не влияет на диапазон допустимого изменения параметра регулирования устройства продольной компенсации.

Ключевые слова: дальние электропередачи, колебательная статическая устойчивость, регулируемые устройства продольной компенсации, области устойчивости, электроэнергетическая система, закон регулирования.

OSCILLATORY STABILITY REGIONS OF ISOLATED SYSTEM OF TWO STATIONS UNDER THE VARIATION OF LOAD CAPACITY AND POWER FACTOR

Goals V.P.,
Ph.D. of technical sciences;
Kormilitsyn D.N., post-graduate student;
Martirosyan A.A., Ph.D. of technical sciences, associate professor;
Moskvin A.I., Ph.D. of technical sciences, senior lecturer,
Department of electrical systems Ivanovo state power university named after V.I. Lenin, city of Ivanovo

The influence of load capacity and power factor on type and shape of oscillatory stability regions is analysed. Range of permissible variation of controlled series capacitor regulation factor to save oscillatory stability under various load capacity and power factor is found. It is shown that type of stability region has no effect on regulation factor range of permissible variation.
The choice of series compensation control factor must be carried out at the maximum transmission power of transmission lines.

Key words: long-distance power transmission, oscillatory steady-state stability, controlled series capacitors, stability regions, electrical power system, law of control.

УДК 631.371:621.311.004.58

ПОСТРОЕНИЕ СЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Эбина Г.Л.,
канд. техн. наук, ФГБНУ ВИЭСХ, г. Москва

Впервые на научной основе с учетом неполной исходной информации разработаны методы и модели построения оптимальных систем централизованного электроснабжения сельских потребителей по экономическим критериям, критериям надежности и качества электроэнергии. Результаты исследования целесообразно использовать при новом проектировании сельских распределительных электрических сетей, выборе варианта реконструкции существующих объектов и при подготовке своевременной ликвидации до наступления массовых отказов.

Ключевые слова: методы, модели, оптимальные решения, критерии оптимизации, неопределенные факторы, надежность электроснабжения, качество электроэнергии.

CONSTRUCTION OF RURAL ELECTRICITY DISTRIBUTION GRIDS

Ebina G.L.,
Ph.D. of technical sciences, FGBNU VIESH, Moscow

For the first time on a scientific basis, taking into account the incomplete initial information, the methods and models for constructing optimal systems of centralized power of rural consumers by economic criteria, the criteria of reliability and quality of electricity are developed. The research results should be used in designing new rural power distribution grids, for choosing the options for reconstruction of existing facilities and preparation of timely liquidation before massive failures occur.

Key words: methods, models, optimal solutions, optimization criteria, uncertainties, power supply reliability, power quality.

УДК 621.311:621.331

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Закарюкин В.П.,
д-р техн. наук, доцент, профессор, кафедра «Электроэнергетика транспорта» Иркутского государственного университета путей сообщения;
Крюков А.В., д-р техн. наук, профессор, кафедра «Электроэнергетика транспорта» Иркутского государственного университета путей сообщения; кафедра «Электроснабжение и электротехника» Иркутского национального исследовательского технического университета;
Черепанов А.В., канд. техн. наук, старший преподаватель, кафедра «Электроэнергетика транспорта» Иркутского государственного университета путей сообщения, г. Иркутск

Представлены результаты исследований, направленных на разработку методов моделирования систем электроснабжения, оснащенных накопителями энергии. Сформулирована задача оптимального размещения этих устройств в системах тягового электроснабжения. Предложен эвристический алгоритм ее решения, основанный на имитационном моделировании в фазных координатах. Разработана методика моделирования систем тягового электроснабжения с накопителями энергии.

Ключевые слова: электроэнергетические системы, системы тягового электроснабжения железных дорог, накопители электроэнергии.

USE OF ENERGY STORES IN RAILROAD TRACTION POWER SUPPLY SYSTEMS

Zakaryukin V.P.,
Dr. habil. of technical sciences, professor of the Transport electric engineering department at the Irkutsk state transport university, city of Irkutsk;
Kryukov A.V., Dr. habil. of technical sciences, professor of the Transport electric engineering department at the Irkutsk state transport university; professor of the Power supply and electrical equipment department at the Irkutsk national research technical university, city of Irkutsk;
Cherepanov A.V., Ph.D of technical sciences, senior teacher of the Transport electric engineering department at the Irkutsk state transport university, city of Irkutsk

In railroad power supply systems the capacitor, inertial and inductive energy stores can be applied. Results of researches directed on development of power supply system’s modeling with energy stores are presented in article. The problem of these devices optimum placement in traction power systems supply is formulated. The heuristic algorithm of its decision based on imitating modeling in phase coordinates is offered. The technique of traction power systems’ imitating modeling with energy stores is developed. On the basis of computer modeling it is shown that due to use of energy stores alignment of traction substations’ loads is possible. On the basis of joint use of energy stores and FACTS devices locomotive voltage stabilization is possible.

Key words: electrical power system, railroad traction power supply system, electric power stores.

УДК 621.31

ВНЕДРЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СЕТИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

Хафизова Э.А.,
инженер НИЛ «ЦС и СЭ»;
Лизунов И.Н., канд. техн. наук, заведующий лабораторией НИЛ «ЦС и СЭ»,
Казанский государственны университет, г. Казань

В рамках технологии Smart Grid проведена разработка математической модели, объединяющей силовые и сопровождающие их информационные потоки в единую систему. Проведена верификация данной модели численным методом. В дальнейшем предполагается использование данной модели для моделирования работы электронных интеллектуальных устройств согласно стандарту МЭК 61850.

Ключевые слова:
математическая модель сети среднего напряжения, стандарт МЭК-61850, MATLAB.

THE INTRODUCTION OF MODERN TECHNOLOGIES IN THE MEDIUM-VOLTAGE NETWORK

Khafizova E.A., engineer of research laboratory NIL “CS and BS”;
Lizunov I.N., Ph.D. of techical sciences, head of laboratory NIL “CS and BS”
Kazan state power engineering university, city of Kazan

As part of “Smart grid” (Smart Grid, SG), conducted to develop a mathematical model unifying force and accompanying information flows into a single system. The verification of this model by numerical methods. In the future it is planned to use this model for simulation of electronic smart devices according to IEC 61850 standard.

Key words: Mathematical model of a network medium voltage standard IEC-61850, MATLAB.

УДК 658.012

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКОЙ КОМПОНОВКИ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ С ПОМОЩЬЮ ПРЯМОГО МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИИ

Гнатюк А.Б.,
канд. техн. наук, доцент кафедры высокопроизводительных вычислительных систем,
Ивановский государственный энергетический университет, г. Иваново;
Вотякова Е.М., аспирант;
Староверов Б.А., д-р техн. наук, профессор кафедры автоматики и микропроцессорной техники,
Костромской государственный технологический университет, г. Кострома

Предложен прямой метод анализа иерархи для многокритериального выбора технических решений, который делает возможным получать согласованные значения весовых коэффициентов сравниваемых показателей, критериев и альтернатив не прибегая к формированию матрицы попарных сравнений, что значительно упрощает процедуру МАИ. Применение метода дает значительное сокращение количества операций экспертных оценок; появляется больше возможностей формировать наиболее сопоставимые группировки критериев и альтернатив; автоматически решается проблема оценки альтернатив по наращиваемому набору критериев.

Ключевые слова: цифровая подстанция, многокритериальный выбор, метод анализа иерархии, прямой метод, линейная шкала оценок, сопоставимые группировки критериев, наращиваемый набор критериев.

SOLVING MULTIPLE CRITERIA SELECTION PROBLEMS FOR CHOOSING DIGITAL SUBSTATION COMPONENTS USING DIRECT ANALYTIC HIERARCHY PROCESS

Gnatyuk A.B., Ph.D. technical sciences, associate professor high-performance computing systems,
Ivanovo state energy university, city of Ivanovo;
Votyakova E.M., graduate student;
Staroverov B.A., professor of Department auto-developing and microprocessor technology,
Kostroma state technological university, city of Kostroma

Direct analytic hierarchy process for solving multiple criteria selection problems for engineering is suggested. It simplifies analytic hierarchy process by getting weights of the criteria and alternatives without paircomparison matrix forming. Advantages of direct analytic hierarchy process as an instrument for multiplecriteria  selection for engineering solutions are: number of expert evaluations is decreased; straight-line scale with low discrete pitch size is used; better adjustment of evaluations is provided; more abilities for forming more comparable criteria and alternative groups are shown; the problem of evaluation of alternatives by ramping up a set of criteria is solved automatically.

Key words: digital substation, multiple criteria selection, analytic hierarchy process, direct method, linear scale of assessments, comparable criteria groups, extensible set of criteria

Решение задачи многокритериального выбора технической компоновки цифровой подстанции с помощью прямого метода анализа иерархии

Предложен прямой метод анализа иерархи для многокритериального выбора технических решений, который делает возможным получать согласованные значения весовых коэффициентов сравниваемых показателей, критериев и альтернатив не прибегая к формированию матрицы попарных сравнений, что значительно упрощает процедуру МАИ. Применение метода дает значительное сокращение количества операций экспертных оценок; появляется больше возможностей формировать наиболее сопоставимые группировки критериев и альтернатив; автоматически решается проблема оценки альтернатив по наращиваемому набору критериев.

Авторы: Гнатюк А.Б, Вотякова Е.М, Староверов Б.А

Внедрение современных технологий в сети среднего напряжения

В рамках технологии Smart Grid проведена разработка математической модели, объединяющей силовые и сопровождающие их информационные потоки в единую систему. Проведена верификация данной модели численным методом. В дальнейшем предполагается использование данной модели для моделирования работы электронных интеллектуальных устройств согласно стандарту МЭК 61850

Авторы: Хафизова Э.А, Лизунов И.Н

Использование накопителей энергии в системах электроснабжения железных дорог

Представлены результаты исследований, направленных на разработку методов моделирования систем электроснабжения, оснащенных накопителями энергии. Сформулирована задача оптимального размещения этих устройств в системах тягового электроснабжения. Предложен эвристический алгоритм ее решения, основанный на имитационном моделировании в фазных координатах. Разработана методика моделирования систем тягового электроснабжения с накопителями энергии.

Авторы: Закарюкин В.П, Крюков А. В, Черепанов А.В

Построение сельских распределительных электрических сетей

Впервые на научной основе с учетом неполной исходной информации разработаны методы и модели построения оптимальных систем централизованного электроснабжения сельских потребителей по экономическим критериям, критериям надежности и качества электроэнергии. Результаты исследования целесообразно использовать при новом проектировании сельских распределительных электрических сетей, выборе варианта реконструкции существующих объектов и при подготовке своевременной ликвидации до наступления массовых отказов

Авторы: Эбина Г.Л

Области колебательной устойчивости изолированной системы из двух станций при вариации характеристики и мощности нагрузки

Проанализировано влияние характеристики и мощности нагрузки на тип и форму областей колебательной устойчивости. Найдены диапазоны допустимого изменения параметра регулирования устройства продольной компенсации по условию сохранения колебательной устойчивости при различных характеристиках и мощностях нагрузки. Показано, что тип области устойчивости не влияет на диапазон допустимого изменения параметра регулирования устройства продольной компенсации.

Авторы: Голов В.П, Кормилицын Д.Н, Мартиросян А.А, Москвин И.А, Goals V.P, Moskvin A.I