Аннотация
Применение интеллектуальных выключателей (реклоузеров) позволяет значительно повысить надежность системы электроснабжения и ускорить определение места повреждения. Однако при реконструкции существующей или проектировании новой электрической сети, в виду значительной стоимости данного коммутационного аппарата, возникает вопрос по определению экономически целесообразного числа и места их установки. В данной работе разработана методика повышения эффективности управления районными распределительными сетями за счет установки реклоузеров 6-10 кВ. Описан метод определения оптимального места размещения реклоузеров в распределительных сетях напряжением 6-10 кВ с магистральными участками и ответвлениями. Сформулированы основные уравнения для расчета ущерба от перерыва электроснабжения при условии установки нескольких реклоузеров в различных точках сети. Алгоритм основывается на теории графов и матричной алгебре, что позволяет ускорить процесс расчета необходимых показателей сети с учетом топологии схемы. Сформулированы обобщенные уравнения, позволяющие определить место установки реклоузера по критерию минимума ущерба от перерыва электроснабжения. Методика также позволяет учитывать эксплуатационные издержки проектируемой электрической сети для возможных вариантов мест установки реклоузеров. Основными исходными данными для расчета являются технические и надежностные показатели линий электропередачи, нагрузки узлов, а также конфигурация электрической сети. В работе приводится пример определения целесообразного места установки реклоузеров для районной распределительной сети напряжением 6-10 кВ. Приведенный алгоритм может быть использован при проектировании новых или модернизации существующих объектов магистральных районных или городских распределительных сетей 6-10 кВ.
Ключевые слова
электроснабжение, реклоузер, распределительная сеть, интеллектуальные устройства, оптимизация, матричная алгебра, теория графов, надежность систем электроснабжения, ущерб от перерыва электроснабжения
1. Varganova A.V., Khramshin V.R., Radionov A.A. Improving Efficiency of Electric Energy System and Grid Operating Modes: Review of Optimization Techniques // Energies. 2022. 15(19). 7177. doi: 10.3390/en15197177
2. Comprehensive Structural Reliability Assessment When Choosing Switchgear Circuits for 35–220 kV Step-Up Substations / A.V. Varganova, A.S. Irikhov, A.A. Utesheva, V.R. Khramshin., A.S. Maklakov, A.A. Radionov // Energies. 2024. 17(7). 1630. doi: 10.3390/en17071630
3. Капитанова А.А., Ахтямов Р.Ф., Бурусов В.В. Использование реклоузеров как автоматизированное управление распределительными сетями 6-10 кВ // Экономика и социум. 2018. № 11. С. 471-474.
4. Любимов М.К., Мясников И.В., Потанин А.В. Комплексная автоматизация участка воздушной электрической сети на базе реклоузеров PBA/Tel // Master's Journal. 2014. №2. С. 158-162.
5. Фишов А.Г., Гуломзода А.Х., Касобов Л.С. Децентрализованная реконфигурация электрической сети с Microgrid с использованием реклоузеров // iPolytech Journal. 2020. №2. С. 382-395.
6. Паскарь И.Н., Самаркина Н.С. Повышение надежности ВЛ 6/10 КВ за счет применения реклоузеров // Энергетика и энергосбережение: теория и практика: cборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2018. С. 250.1-250.5.
7. Тухбатуллина Л.Р. Реклоузеры – надежное будущее электрических сетей // Молодой ученый. 2019. № 21. С. 119-120.
8. Шутенко Д.А. Повышение надежности электроснабжения путем применения вакуумных реклоузеров // Стратегические направления развития науки, образования, технологий: сб. науч. тр. по материалам междунар. науч.-практ. конф. 2017. С. 153-156.
9. Нагаев Р.Н. Реклоузеры с учетом электроэнергии // Научно-образовательный потенциал молодежи в решении актуальных проблем XXI века. Ачинск: КГАУ, 2018. С. 142-144.
10. Обоснование экономической эффективности внедрения реклоузеров за счет изменения необходимой валовой выручки территориальной сетевой / В.В. Смирнов, К.С. Стрельцов, Н.В. Калинин, Н.А. Чернов // Электроэнергия. Передача и распределение. 2020. № 1. С. 28-35.
11. Сысоев И.И., Нехорошев Д.Д., Меликов А.В. Реклоузер-гарант надежности электроснабжения // Новые технологии и технические средства для эффективного развития АПК: материалы нац. науч.-практ. конф. Воронеж: ВГАУ, 2019. С. 293-296.
12. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Багметов А.А. Критерии оптимизации места установки реклоузера в распределительной сети 6-10 кВ // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 1. С. 33-39. doi: 10.18503/2311-8318-2018-1(38)-33-39
13. Букин Р.Ю. Анализ требований к установке реклоузеров в распределительной электрической сети // Студенческая наука об актуальных проблемах и перспективах инновационного развития регионального АПК: материалы XX науч.-практ. конф. Рязань: РГАУ, 2021. С. 72-76.
14. Шайтор Н.М., Чернова Е.Ю. Рациональные варианты применения реклоузеров при последовательном секционировании в электрических сетях 6-10 кВ // Энергетические установки и технологии. 2019. Т. 5. № 1. С. 106-108.
15. Ефимова В.А., Варганова А.В. Разработка методики определения оптимального места размещения реклоузеров в магистральных распределительных сетях 6-10 кВ // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: сб. науч. тр. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2020. Т. 11. № 1. С. 91-94.
16. Zhgun K., Mazaheri H. Enhancing Distribution Grid Reliability via Recloser Placement // North American Power Symposium (NAPS). IEEE, 2023. Pp. 1-6. doi: 10.1109/NAPS58826.2023.10318814
17. Гардин А.И., Сушков С.В. Применение реклоузеров при построении интеллектуальных сетей // Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр. Нижний Новгород: НГТУ, 2013. С. 53-56.
18. Гафарова А.А. Анализ применения реклоузера Таврида и выключателя нагрузки Auguste в распределительных сетях // Вестник науки. 2020. Т. 3. № 4. С. 88-91.
19. Improving reliability in an urban network / O. Siirto, M. Hyvarinen, M. Loukkalahti, A. Hamalainen, M. Lehtonen // Electric Power Systems Research. 2015. No. 120. Рp. 47-55.
20. Lyubchenko V.Y., Iskhakov A.F., Pavlyuchenko D.A. Reclosers Optimal Allocation for Improving the Distribution Network Reliability // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), IEEE, 2021. Pp. 13-18. doi: 10.1109/ICIEAM51226.2021.9446330
21. Dan A., Hartmann J., Vokony I. Recloser application possibilities and the related benefits at a Hungarian MV network // IEEE Eindhoven PowerTech. IEEE, 2015. Pp. 1-6. doi: 10.1109/PTC.2015.7232680
Определение оптимальных мест установки реклоузеров в распределительной магистральной сети 6-10 кВ / А.В. Варганова, В.А. Ефимова, Е.В. Макушин, Д.О. Позин, Р.Г. Мугалимов // Электротехнические системы и комплексы. 2024. № 2(63). С. 66-73. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2024-2(63)-66-73