К проблеме моделирования несинусоидальных режимов распределительных сетей

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью исследования несинусоидальных режимов распределительных электрических сетей для получения более полной информации об эффективности транспорта электрической энергии. Прогнозирование показателей качества напряжения и потерь электрической энергии в элементах сети должно обеспечить минимизацию уровня потерь и тенденцию к улучшению качества. Цель работы: исследование корреляционных связей и статистических распределений высших гармонических составляющих узловых напряжений и узловых токов распределительных электрических сетей 110 кВ, определение сглаживающих функций для расчета режима сетей в вероятностной постановке. Методы исследования. Для моделирования несинусоидальных режимов распределительных сетей использован программный комплекс, реализованный на языке программирования Fortran. Данные для расчета были получены при проведении энергетического обследования Межрегиональной распределительной сетевой компании Сибири, а именно таких филиалов как: «Алтайэнерго», «Бурятэнерго» и «Красэнерго». Сбор необходимых данных был проведен при помощи анализатора количества и качества электрической энергии AR-5 «Circutor». Осциллограммы напряжений и токов, содержащие 128 точек, были разложены в ряд Фурье. Проанализированы корреляционные зависимости между основной гармонической составляющей и высшими гармониками напряжения и тока. Сглаживание статистических распределений и получение их аналитических зависимостей осуществляется посредством представления закона распределения в виде ряда, основанного на нормальном законе распределения. Результаты. Установлены статистические свойства распределений гармонических составляющих узловых напряжений и токов. Исследованы статистические распределения модулей высших гармонических составляющих узловых напряжений, позволившие определить зависимости уни- и мультимодальных статистических распределений и качества сглаживания.

The relevance of the research of non-sinusoidal modes in distributed network consists in gathering full information about the efficiency of electric energy transportation. Prediction of voltage quality indices and electrical energy losses in network units should provide losses level minimization and tends to improve quality. The main aim of the research is to study the correlations and statistical distributions of higher harmonics of nodal voltages/currents in distributed networks 110 kV, to determine smoothing functions forcalculating Stochastic mode of networks. The methods of the research. The authors have used the software implemented in Fortran programming to simulate the non-sinusoidal modes of distributed networks. The data for calculation were obtained during energy survey of Interregional Distribution Grid Company of Siberia, namely such branches as: «Altaienergo», «Buriatenergo» and «Krasenergo». The required data were collected by using portable power analyzer AR-5 «Circutor». Voltage and current oscillograms, consisting of 128 point, were expanded in the Fourier series. The authors analyzed the correlation dependences of fundamental harmonic and higher harmonics of voltage and current. Smoothing of statistical distributions and obtaining their analytical dependencies were achieved using probability distribution in a series based on the Gauss distribution. The results. The authors determined the statistical properties of higher harmonics distributions in nodal voltages/currents and studied the statistical distributions of higher harmonics modules in nodal voltages/currents, which allowed determining uni- and multimodal dependencies of statistical distribution and smoothing quality.