Analiza przepływu mocy

Jest to procedura obliczeniowa (numeryczne algorytmy) wymagana do określenia charakterystyk pracy w stanie ustalonym sieci systemu elektroenergetycznego na podstawie podanych danych liniowych i węzłowych.

Rzeczy, które musisz wiedzieć o analizie przepływu mocy:

1. Analiza przepływu mocy jest analizą stanu ustalonego sieci systemu elektroenergetycznego.

2. Analiza przepływu mocy określa stan pracy systemu dla danego obciążenia.

3. Analiza przepływu mocy rozwiązuje zestaw równań algebraicznych nieliniowych dla dwóch niewiadomych zmiennych (|V| i ∠δ) w każdym węźle systemu.

4. Aby rozwiązać równania algebraiczne nieliniowe, ważne jest, aby mieć szybkie, efektywne i dokładne algorytmy numeryczne.

5. Wynikiem analizy przepływu mocy są napięcie i kąt fazowy, moc czynna i bierząca (po obu stronach każdej linii), straty w linii oraz moc w węźle regulacyjnym.

Kroki analizy przepływu mocy

Badanie przepływu mocy obejmuje następujące trzy kroki:

1. Modelowanie komponentów systemu elektroenergetycznego i sieci.

2. Tworzenie równań analizy przepływu mocy.

3. Rozwiązanie równań analizy przepływu mocy za pomocą technik numerycznych.

Modelowanie komponentów systemu elektroenergetycznego

Generatory

Obciążenie


Linia przesyłowa
Linia przesyłowa jest reprezentowana jako nominalny model π.

Gdzie, R + jX to impedancja linii, a Y/2 nazywana jest połowiczną pojemnościową admitancją linii.

Transformator z niezgodnym przestawianiem stępni
Dla transformatora nominalnego relacja
Ale dla transformatora z niezgodnym przestawianiem stępni

Dlatego dla transformatora z niezgodnym przestawianiem stępni definiujemy współczynnik transformacji (a) następująco

Teraz chcemy przedstawić transformator z niezgodnym przestawianiem stępni w linii poprzez odpowiedni model.

Rys. 2: Linia zawierająca transformator z niezgodnym przestawianiem stępni
Chcemy przekonwertować powyższe na równoważny model π między węzłami p i q.

Rys. 3: Równoważny model π linii

Naszym celem jest znalezienie tych wartości admitancji Y1, Y2 i Y3 tak, aby rys. 2 można było przedstawić przez rys. 3
Z rys. 2 mamy,


Teraz rozważmy rys. 3, z rys. 3 mamy,

Porównując współczynniki Ep i Eq z równań I i III otrzymujemy,

Podobnie z równań II i IV mamy

Niektóre przydatne obserwacje

Z powyższej analizy widzimy, że wartości Y2, Y3 mogą być zarówno dodatnie, jak i ujemne, w zależności od wartości współczynnika transformacji.

Dobra uwaga!
Y = –ve oznacza absorpcję mocy bierną, czyli zachowuje się jak cewka.
Y = +ve oznacza generację mocy bierną, czyli zachowuje się jak kondensator.
Modelowanie sieci

Rozważmy dwuwęzłowy system pokazany na powyższym rysunku.
Już widzieliśmy, że
Moc wygenerowana w węźle i wynosi

Popyt na moc w węźle i wynosi


Zatem definiujemy netto moc wprowadzoną do węzła i w następujący sposób