Разработка программного комплекса для определения оптимальных мест установки средств обеспечения качества электроэнергии в электрических сетях, питающих электрифицированные железные дороги

В качестве основных результатов выполнения проекта можно выделить следующее. 1) На основании параметров реальных электрических сетей с тяговой нагрузкой разработаны имитационные модели, позволяющие производить оценку показателей качества электроэнергии в части несимметрии и несинусоидальности напряжений. Отличительной особенностью моделей является, во-первых, возможность измерения одного из параметров перемежающейся несимметрии напряжений – угла между симметричными составляющими напряжения. Во-вторых, модели позволяют осуществлять совместный расчет несимметричных и несинусоидальных режимов. В моделях предлагается применение системных схем замещения для представления нагрузок и линий с распределенными параметрами для учета частотных характеристик ЛЭП. 2) Предложены методики выбора мест установки и мощности средств подавления несимметрии (в том числе, перемежающейся) в сети с тяговой нагрузкой (в том числе, при учете несинусоидальности напряжений). Разработанные методики являются универсальными в том смысле, что могут быть применены по отношению к компенсирующих устройств различного вида. Основная идея предлагаемых подходов заключается в возможности представления схем замещения средств компенсации, включаемых параллельно, в виде симметричного трехфазного источника напряжения прямой последовательности основной частоты. Ток в фазах такого эквивалентного источника будет определять мощность устройства. При выборе оптимальных мест установки и мощности компенсирующих устройств в общем случае может являться минимум суммарных капиталовложений. Для этого необходимо формирование укрупненных показателей стоимости средств подавления помех (или формирование предварительных смет для оценки затрат при выполнении проектов). 3) Для разработанной методики была осуществлена ее программная реализация. В программном коде содержатся блоки, позволяющие осуществить связь имитационных моделей сетей и рабочей области. 4) Предложена методика измерений показателей перемежающейся несимметрии. Программная реализация данной методики может быть внедрена в реальные средства измерений Кроме того, в соответствии с предложенным подходом определение параметров перемежающейся несимметрии напряжений и токов может быть осуществлено непосредственно с помощью протокола контроля (мониторинга) качества электроэнергии, формируемого измерительным прибором. Это, в свою очередь, позволит производить измерения параметров ПН без внесения изменений в описание типов средства измерений и их метрологически значимую часть. 5) Показано, что устройства, включаемые последовательно с источником искажений (в частности, фазоповоротные устройства), могут быть непригодны для компенсации помех от электрически близких источников. Данное утверждение проверялось при моделировании несимметричных режимов сети с тяговой нагрузкой при рассмотрении включения фазоповоротного устройства на шинах высшего напряжения тяговой подстанции из условия полной компенсации несимметрии напряжений в точке его включения. Значимость результатов проекта повышается в связи с тем, что в Российской Федерации на данный момент ведется активная разработка НТД и нормативных актов в области управления КЭ. К примеру, ведется разработка ГОСТ Р на нормы эмиссии токов высших гармоник и обратной последовательности, вступил в силу приказ Минэнерго N 690, были введены изменения N 1 в ГОСТ 32144-2013 и т.п. Кроме того, предложенная в рамках проекта методика выбора оптимальных мест установки средств компенсации помех в части несимметрии и несинусоидальности может быть использована при разработке технических мероприятий для подавления указанных помех.