Газизова О.В., Варганова А.В., Патшин Н.Т., Мельников М.С., Лазарев М.Д. Определение экономически целесообразного уровня напряжения в условиях заводской электростанции - Журнал «Электротехнические системы и комплексы»

Аннотация

Одним из основных требований при ведении нормального режима работы заводской электростанции является обеспечение его экономически целесообразных параметров. Одним их таких показателей является уровень напряжения на шинах генераторных распределительных устройств. От него зависит потребление электроэнергии собственными нуждами электростанции и промышленными цехами, получающими питание с шин генераторного напряжения и имеющими положительный регулирующий эффект. Изменение потокораспределения, обусловленное статическими характеристиками нагрузки, сопровождается изменением потерь в сети. Поэтому определение экономически целесообразного уровня напряжения позволит повысить эффективность функционирования электростанции путем учета данного фактора в выборе уставок систем автоматического регулирования возбуждения заводских синхронных генераторов. С целью определения экономически целесообразного напряжения на шинах генераторных распределительных устройств заводской электростанции разработана методика, учитывающая также статическую устойчивость генератора и ограничения по уровню напряжения в рассматриваемой точке сети. Исследования велись на примере заводской электростанции, имеющей несколько генераторов мощностью до 50 МВт, пять ступеней трансформации и рассредоточенную нагрузку. Расчеты установившихся режимов и потерь мощности проводились в программном комплексе «КАТРАН» и показали, что цеховая нагрузка и потребители собственных нужд рассматриваемой теплоэлектроцентрали имеют существенно различающийся регулирующий эффект и требуют поддержания различного уровня напряжения для обеспечения экономически целесообразного уровня напряжения. Существенное влияние на уровень потерь электроэнергии в элементах сети оказывает также выдаваемая реактивная мощность, зависящая от большого количества факторов. Разработанная методика может быть применена на заводских электростанциях с целью повышения экономичности их функционирования.

Ключевые слова

заводская электростанция, автоматическое регулирование напряжения, экономически целесообразное напряжение, собственные нужды электростанции, регулирующий эффект нагрузки

Газизова Ольга Викторовна – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-9416-672X

Варганова Александра Владимировна – канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0003-4675-7511

Патшин Николай Трофимович – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0009-0001-9975-072X

Мельников Михаил Сергеевич – ассистент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0009-0000-5394-2235

Лазарев Максим Дмитриевич – магистрант, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0009-0006-6915-1263

1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019610251. Программа «Комплекс автоматизированного режимного анализа КАТРАН 10.0» / Игуменщев В.А., Малафеев А.В., Панова Е.А., Варганова А.В., Газизова О.В., Кондрашова Ю.Н., Зиновьев В.В., Юлдашева А.И., Крубцова А.А., Анисимова Н.А., Насибуллин А.Т., Тремасов М.А., Щербакова В.С., Богуш В.К.; заявл. 29.10.2018; опубл. 09.01.2019.

2. Научные проблемы распределенной генерации / С.А. Ерошенко, А.А. Карпенко, С.Е. Кокин, А.В. Паздерин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2010. № 11-12. С. 126-133.

3. Косарев Б.А. Методики управления децентрализованными электротехническими системами с распределенной генерацией: дис. … канд. техн.наук. 05.09.03 / Косарев Борис Андреевич. Омск, 2020.

4. Некоторые вопросы устойчивости промышленных электротехнических систем с генераторами собственных нужд / М.С. Ершов, А.В. Егоров, А.А. Трифонов, Е.И. Рудина // Промышленная энергетика. 2006. № 8. С. 21-25.

5. Некоторые вопросы анализа статической устойчивости электроэнергетических систем / Е.К. Лоханин, Е.Л. Россовский, Ю.Н. Гараев, Ю.В. Морошкина, В.А. Глаголева // Электричество. 2013. № 9. С. 2-6.

6. Газизова О.В., Кондрашова Ю.Н., Малафеев А.В. Повышение эффективности управления режимами электростанций промышленного энергоузла за счет прогнозирования статической и динамической устойчивости при изменении конфигурации сети // Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 3(32). С. 27-38. doi: 10.18503/2311-8318-2016-3(32)-27-38

7. Учет статической устойчивости синхронных генераторов в задаче планирования оптимальных режимов собственных электростанций по реактивной мощности / О.В. Газизова, А. В. Варганова, А. В. Малафеев, Н.Т. Патшин, А.Л. Корякин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2019. Т. 19. № 3. С. 23-33. doi: 10.14529/power190303

8. Transient stability analysis of the multimachine power system using ETAP software / D.E. Abakar, A.A. Abouelsoud, S.J. Michael, S.S. Sitati // International Journal of Electrical and Electronics Engineering Studies. 2020. Vol. 6. No.1. Рp. 1-12.

9. Emini E. Transient Stability Studying of Power System with Synchronous Generators Equipped with AVR and GOV Using Neplan Software // International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). 2018. Vol. 5. No. 2. Pp. 1476-1483.

10. Transient Stability Analysis of Power System Using ETAP / N.B. Gautam, N. Poudel, KC Bibas, R. Sah, K.R. Neupane, P. Basnet, A. Shah, B. Pandey // International Journal of Advanced Engineering. 2023. Vol. 6. No. 1. Pp. 20-35.

11. Basser M.A. Transient Stability Improvement of Multi-machine Power System using Fuzzy Controlled TCSC // IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE). Jan. 2014. Vol. 9. No. 1. Pp. 28-40.

12. Benidris M., Mitra J., Singh C. Impacts of transient instability on power system reliability // International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems (PMAPS). IEEE, 2016. Pp. 1-6. doi: 10.1109/PMAPS.2016.7764194

13. Собственные нужды тепловых электростанций / Аббасова Э.М., Голоднов Ю.М., Зильберман В.А., Мурзаков А.Г. М.: Энергоатомиздат, 1991. 272 с.

14. Илюшин П.В. Особенности учета параметров нагрузки при анализе переходных процессов в сетях с объектами распределенной генерации // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. № 6(51). С. 54-61.

15. Mota L.T.M., Mota A.A. Load modeling at electric power distribution substations using dynamic load parameters estimation // Int. J. Elec. Power and Energy Syst. 2004. No. 26(10). Pp. 805-811. doi: 10.1016/j.ijepes.2004.07.002

16. Определение статической характеристики крупных узлов нагрузки / А.В. Паздерин, А.А. Суворов, А.С. Тавлинцев, П.В. Чусовитин, А.В. Юдин // Научное обозрение. 2013. № 7. С. 70-77.

17. Дзюба М.А., Тарасенко В.В., Коржов А.В. Метод определения статических характеристик нагрузки по напряжению c учетом ограничений по режимным параметрам и электробезопасности активного эксперимента // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2018. Т. 18, № 2. С. 28-35. doi: 10.14529/power180204

18. Липский А.М., Аронович И.М. Экспериментальное определение статических характеристик узлов нагрузок электрических систем // Естественные и технические науки. 2009. № 3(41). С. 410-415.

19. Определение статических характеристик нагрузки по напряжению по данным пассивного эксперимента с учётом реакции сети / А.В. Панкратов, А.К. Жуйков, А.А. Шувалова, В.И. Полищук // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 2(51). С. 4-11. doi: 10.18503/2311-8318-2021-2(51)-4-11

20. Оценка регулирующего эффекта выпрямительной нагрузки для определения параметров установившихся режимов систем электроснабжения промышленных предприятий / Н.А. Николаев, О.В. Буланова, А.В. Малафеев, Ю.Н, Кондрашова, В.М. Тарасов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2011. № 4. С. 115-118.

21. Нигаматуллин Р.М., Газизова О.В., Малафеев А.В. Исследование влияния регулирующего эффекта нагрузки на уровень напряжения питающей подстанции с учётом мощности короткого замыкания энергосистемы // Электротехнические системы и комплексы. 2020. № 2(47). С. 19-25. doi: 10.18503/2311-8318-2020-2(47)-19-25

22. Люханов Е.А. Совершенствование методов определения статических характеристик нагрузки и оценка их влияния на экономические показатели электросетевых компаний : дис. … канд. техн. наук. 2.4.3 / Люханов Егор Анатольевич. Екатеринбург, 2024.

23. Михайлов В.И. Разработка методики получения статических характеристик основных потребителей электроэнергии для оптимизации систем электроснабжения промпредприятий: автореф. дис. … канд. техн. наук. 05.09.03 / Михайлов Василий Иванович. Москва, 1985.

24. Канафеев Р.И., Жирнов А.Д., Климова Т.Г. Оптимальная настройка автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2016. №11-12. С. 77-83.

25. Илюшин П.В., Перевалов К.В. О системах автоматического регулирования возбуждения генерирующих установок объектов распределенной генерации // Релейная защита и автоматизация. 2016. № 4(25). С. 23-27.

Определение экономически целесообразного уровня напряжения в условиях заводской электростанции / О.В. Газизова, А.В. Варганова, Н.Т. Патшин, М.С. Мельников, М.Д. Лазарев // Электротехнические системы и комплексы. 2025. № 4(69). С. 38-44. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2025-4(69)-38-44

JATS XML

Подробности: Опубликовано: 29 декабря 2025 г.; Обновлено: 30 декабря 2025 г.; Просмотров: 23