Universitatea Politehnica Bucuresti
Facultatea Energetica
ProiectImpactul generrii distribuite asupra reelelor electrice
Student:
Oboroc Serghei
2014
Proiect-Impactul generrii distribuite asupra reelelor electrice
Se consider reeaua electric de distribuie din figura1, care alimenteaz o zon de consum.
Figura.1 Schema reelei electrice de distribuie
2Parametrii transformatoarelor din ST sunt prezentati in tabelul 1, iar parametrii liniilor in tabelul 2. In tabelul 3 sunt prezentate puterile maxime cerute de consumatori.
Tabelul 1. Parametrii transformatoarelor
SnUnIT/UnMTPscP0usci0
[MVA][kV/kV][kW][kW][%][%]
16(110 9x1,78%)/229418111,5
Tabelul 2. Parametrii liniilor electrice
Unsnr0x0b0Iadm
[kV][mm2][/km][/km][S/km][A]
1102400,1220,3862,892475
20950,3210,3343,291315
Tabelul 3. Caracteristicile consumatorilor din reea
ConsumatorTipcons.S[kVA]cos()Amplasare
CI1Industrial21000,78C4
CI2Industrial19000,76C3
CI3Industrial25000,75C2
CI4Industrial22000,80C1
CU1Urban5500,90 C10
CU2Urban7000,92C9
CU3Urban3000,899C8
CU4Urban40000,90C7
CU5Urban2500,85C6
CU6Urban6500,87C5
Nodul de alimentare (SEN) este caracterizat de urmatoarele mrimi:
Nivelul tensiunii este egal cu 1.05 UnPuterea de scurtcircuit: 2000MVA.
n regim normal de funcionare, reeaua electric de distribuie de medie tensiune se exploateaz n configuraie radial, prin deconectarea tronsonului dintre consumatorii C6 i C7.
Pentru aceast reea se urmrete mbuntirea regimului de funcionare, prin aplicarea urmtoarelor msuri:
a) Compensarea puterii reactive, n vederea obinerii unui factor de putere neutral de 0,92.
Tabelul 4. Puterile i compensarea puterii
IDNAMEU [kv]u [%]U ang []P Load[MW]Q Load[Mvar]P Gen[MW]Q Gen[Mvar]Q Shunt[Mvar]Sens.PG[Nodal]Sens. QGDescriptionZoneArea Partial[network]
1979B-979115,51050009,6547,328000Zone 1Area 11
2523N50114,688104,26-0,30000000Zone 1Area 11
3580N58020,065100,32-2,40000000Zone 1Area 11
4584N58420,065100,33-2,40000000Zone 1Area 11
5790N79019,33396,66-2,71,8751,65400000Zone 1Area 11
6794N79419,43497,17-2,70,2670,13700000Zone 1Area 11
7798N79819,17795,89-2,80,5660,3200000Zone 1Area 11
8826N82619,14595,72-2,81,4441,23500000Zone 1Area 11
9830N83019,12195,61-2,81,6381,31400000Zone 1Area 11
10834N83419,25196,25-2,80,2130,13200000Zone 1Area 11
11838N83819,32396,62-2,80,360,17400000Zone 1Area 11
12842N84219,62298,11-2,60,6440,27400000Zone 1Area 11
13902N90219,78798,94-2,50,4950,2400000Zone 1Area 11
14914N91419,64198,2-2,51,761,3200000Zone 1Area 11
Pcos phicos phi nQc(MW)S(kva)P(kw)Qc(kw)ncinr bateriiBcompensQnecomQT necomp
CI11,640,780,920,41899221001640418,99190,872914801312832
CI21,4440,760,920,41755119001440416,39440,86748814801235755
CI31,880,750,920,57483525001880574,83551,19757429601648688
CI41,760,80,920,38895822001760388,95810,81032914801320840
Qbc480kVAr
b) Stabilirea configuraiei optime a reelei electrice de medie tensiune prin reconfigurare.
Pentru reconfigurarea reelei electrice de medie tensiune se deconecteaz pe rnd cte o linie, din apropierea punctului C3, pentru a gsi configuraia cu pierderi minime.
TronsonPierderi de putere
C1 C2P = 1.098922 [MW]
C2 C3P = 0.550068 [MW]
C3 C4P = 0.401563 [MW]
C4 C5P = 0.450318 [MW]
C5 C6P = 0.507312 [MW]
C6 C7P = 0.535012 [MW]
C7 C8P = 0.585030 [MW]
C8 C9P = 0.628373 [MW]
C9 C10P = 0.748445 [MW]
Se alege pentru a fi deconectat linia 7 cu pierderile minime.
5.c) Stabilirea numrului optim de transformatoare n paralel
=0,718137358|S|=11,4902MVA
cr=0,296928571
Dec L611P LoadQ LoadDec L661P LoadQ Load
MWMVarMWMVar
4,1832,5915,0794,209
Psc=94[kW]
r0 IT=0,122/km
U1=115,5kV
UnMT=22kVSnT=16MVA
x0 IT=0,386/kmL it=22,5km
U2 dorit=21,5kVU trafo=1,78% pt un plot
u sc=11%Un IT=110kV
Rt=0,17771875
Zt=3,3275
Xt=3,332242519
Rst=0,088859375
Xst=1,666121259
RL=2,745
XL=8,685
R=2,833859375
X=10,35112126
P2=9,262MW
Q2=6,8MVAr
np=3,740363049==>nr ploturi=4
Tabelul 6. Numrul optim de transformatoare paralele
n urma calculelor realizate se stabilete c numarul optim de transformatoare paralel este de 2 transformatore, cupla deschis, ntruct aceast variant prezint cele mai mici pierderi totale.
In reeaua electric de medie tensiune va fi amplasat o surs de generare distribuit ,situat la distana de 0,75 km de consumatorul C3.
8Exista 2 solutii de conectare a sursei distribuite:1) Se considera sursa distribuita conectata la retea prin intermediul nodului C3.In urma simularii imaginii de mai sus pentru mai multe puteri ale sursei distribuite s-au obtinut rezultatele:Cos phi=0.85
pierderi pentru
conectarea la C3
P=1 minimulNetwork MW Losses = 0.355941
P=2
Network MW Losses = 0,365345
P=3 Network MW Losses = 0,396087
Se observa ca puterea sursei distribuite pentru care s-au obtinut pierderi minime este PGD= 1MW.
2) Se considera sursa distribuita conectata la retea printr-o linie electrica direct la bara de MT a statiei.In urma simularii imaginii de mai sus pentru mai multe puteri ale sursei distribuite s-au obtinut rezultatele:
P=1 minimulNetwork MW Losses = 0,374654
P=2Network MW Losses = 0,401038
P=3Network MW Losses = 0,446983
Se observa ca puterea sursei distribuite pentru care s-au obtinut pierderi minime este PGD=1 MW.
Stabilirea puterii maxime ce poate fi generata de sursa distribuita
In urma simularii in Neplan a celor doua variante de conectare a sursei distribuite s-au obtinut rezultatele:Puterea maxima pentru conectarea directa la bara de MT=8
Puterea maxima pentru conectarea directa la C3=8
Analiza circulatiei de puteri pentru diferite regimuri de functionare ale sursei distribuite
a)Variatia nivelului de tensiune in retea considerand sursa distribuita conectata direct in punctual C3 si generand o putere maxima Pgd=8MW.
conectare la C3 cos phi=1IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,11100,55-2,51,6381,31400
826N82620,539102,69-1,81,4441,23500
842N84220,691103,45-2,20,6440,27400
838N83820,354101,77-2,40,360,17400
834N83420,269101,35-2,50,2130,13200
584N58421,169105,84-1,90000
580N58021,169105,84-1,90000
902N90220,87104,35-2,10,4950,2400
914N91420,841104,2-1,91,761,3200
979B-979115,51050008,5887,161
1015NGD20,551102,75-1,70010
798N79820,182100,91-2,50,5660,3200
794N79420,48102,4-2,40,2670,13700
790N79020,625103,13-1,91,8751,65400
523N50114,726104,3-0,20000
conectare la C3 inductiv cos fi=0.95IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,075100,38-2,51,6381,31400
826N82620,459102,29-1,61,4441,23500
842N84220,657103,28-2,20,6440,27400
838N83820,319101,6-2,40,360,17400
834N83420,235101,17-2,50,2130,13200
584N58421,136105,68-1,90000
580N58021,135105,68-1,90000
902N90220,837104,18-2,10,4950,2400
914N91420,793103,97-1,91,761,3200
979B-979115,51050008,6037,528
1015NGD20,467102,33-1,600,32910
798N79820,147100,74-2,50,5660,3200
794N79420,446102,23-2,40,2670,13700
790N79020,563102,81-1,81,8751,65400
523N50114,698104,27-0,20000
conectare la C3 capacitiv cos fi=0.95IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83019,75198,75-2,61,6381,31400
826N82620,234101,17-1,91,4441,23500
842N84220,342101,71-2,30,6440,27400
838N83819,99999,99-2,50,360,17400
834N83419,91399,56-2,50,2130,13200
584N58420,828104,14-20000
580N58020,828104,14-20000
902N90220,524102,62-2,20,4950,2400
914N91420,509102,54-21,761,3200
979B-979115,51050008,5836,81
1015NGD20,25101,25-1,90010,329
798N79819,82499,12-2,60,5660,3200
794N79420,127100,63-2,40,2670,13700
790N79020,304101,52-21,8751,65400
523N50114,752104,32-0,20000
conectare la C3 inductiv cos phi=0.95IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,075100,38-2,51,6381,31400
826N82620,459102,29-1,61,4441,23500
842N84220,657103,28-2,20,6440,27400
838N83820,319101,6-2,40,360,17400
834N83420,235101,17-2,50,2130,13200
584N58421,136105,68-1,90000
580N58021,135105,68-1,90000
902N90220,837104,18-2,10,4950,2400
914N91420,793103,97-1,91,761,3200
979B-979115,51050008,6037,528
1015NGD20,467102,33-1,600,32910
798N79820,147100,74-2,50,5660,3200
794N79420,446102,23-2,40,2670,13700
790N79020,563102,81-1,81,8751,65400
523N50114,698104,27-0,20000
conectare la C3 inductiv cos fi=0.9IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,059100,29-2,51,6381,31400
826N82620,421102,1-1,61,4441,23500
842N84220,64103,2-2,20,6440,27400
838N83820,303101,51-2,40,360,17400
834N83420,218101,09-2,50,2130,13200
584N58421,12105,6-1,90000
580N58021,12105,6-1,90000
902N90220,821104,1-2,10,4950,2400
914N91420,77103,85-1,91,761,3200
979B-979115,51050008,6117,703
1015NGD20,426102,13-1,500,48410
798N79820,131100,65-2,50,5660,3200
794N79420,429102,15-2,40,2670,13700
790N79020,533102,66-1,81,8751,65400
523N50114,684104,26-0,20000
conectare la C3 capacitiv=0.9IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83019,76798,84-2,61,6381,31400
826N82620,272101,36-21,4441,23500
842N84220,358101,79-2,30,6440,27400
838N83820,015100,08-2,50,360,17400
834N83419,92999,65-2,50,2130,13200
584N58420,844104,22-20000
580N58020,844104,22-20000
902N90220,54102,7-2,20,4950,2400
914N91420,531102,66-21,761,3200
979B-979115,51050008,5776,638
1015NGD20,289101,45-20010,484
798N79819,8499,2-2,60,5660,3200
794N79420,143100,72-2,40,2670,13700
790N79020,334101,67-21,8751,65400
523N50114,765104,33-0,20000
b)Variatia nivelului de tensiune in retea considerand sursa distribuita conectata direct la bara de medie tensiune si generand o putere maxima Pgd=8MW.
Conectarea la bara de MT pentru cos fi = 1 IDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,107100,53-2,51,6381,31400
826N82620,402102,01-2,11,4441,23500
842N84220,687103,44-2,20,6440,27400
838N83820,351101,75-2,40,360,17400
834N83420,266101,33-2,50,2130,13200
584N58421,165105,83-1,90000
580N58021,165105,83-1,90000
902N90220,867104,33-2,10,4950,2400
914N91420,797103,98-21,761,3200
979B-979115,51050008,6287,196
1015NGD21,302106,51-1,50010
798N79820,179100,89-2,50,5660,3200
794N79420,476102,38-2,40,2670,13700
790N79020,539102,7-2,11,8751,65400
523N50114,722104,29-0,20000
conectarea MT pt cos fi=0.95 capacitivIDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,073100,37-2,51,6381,31400
826N82620,369101,84-2,11,4441,23500
842N84220,655103,27-2,20,6440,27400
838N83820,317101,59-2,40,360,17400
834N83420,232101,16-2,50,2130,13200
584N58421,134105,67-1,90000
580N58021,133105,67-1,90000
902N90220,834104,17-2,10,4950,2400
914N91420,764103,82-21,761,3200
979B-979115,51050008,6327,549
1015NGD21,224106,12-1,400,32910
798N79820,145100,73-2,50,5660,3200
794N79420,443102,22-2,40,2670,13700
790N79020,506102,53-2,11,8751,65400
523N50114,695104,27-0,20000
conectarea MT pt cos fi= 0.95 inductivIDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83019,74598,73-2,61,6381,31400
826N82620,047100,23-2,21,4441,23500
842N84220,337101,68-2,30,6440,27400
838N83819,99499,97-2,50,360,17400
834N83419,90799,54-2,60,2130,13200
584N58420,823104,12-20000
580N58020,823104,12-20000
902N90220,519102,6-2,20,4950,2400
914N91420,448102,24-2,11,761,3200
979B-979115,51050008,6376,86
1015NGD21,01105,05-1,70010,329
798N79819,81999,09-2,60,5660,3200
794N79420,122100,61-2,40,2670,13700
790N79020,186100,93-2,21,8751,65400
523N50114,747104,32-0,20000
conectarea MT pt cos fi= 0.9 inductivIDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83020,057100,29-2,51,6381,31400
826N82620,353101,77-2,11,4441,23500
842N84220,639103,19-2,20,6440,27400
838N83820,301101,51-2,40,360,17400
834N83420,217101,08-2,50,2130,13200
584N58421,118105,59-1,90000
580N58021,118105,59-1,90000
902N90220,819104,1-2,10,4950,2400
914N91420,749103,74-21,761,3200
979B-979115,51050008,6347,717
1015NGD21,186105,93-1,300,48410
798N79820,129100,65-2,50,5660,3200
794N79420,428102,14-2,40,2670,13700
790N79020,491102,45-2,11,8751,65400
523N50114,683104,26-0,20000
conectarea MT pt cos fi = 0.9 ,capacitiveIDNodeUuAngle UP LoadQ LoadP GenQ Gen
NamekV%MWMVarMWMVar
830N83019,76198,81-2,61,6381,31400
826N82620,062100,31-2,21,4441,23500
842N84220,352101,76-2,30,6440,27400
838N83820,009100,05-2,50,360,17400
834N83419,92399,62-2,60,2130,13200
584N58420,838104,19-20000
580N58020,838104,19-20000
902N90220,535102,67-2,20,4950,2400
914N91420,464102,32-2,11,761,3200
979B-979115,51050008,6366,695
1015NGD21,047105,23-1,80010,484
798N79819,83599,17-2,60,5660,3200
794N79420,138100,69-2,40,2670,13700
790N79020,202101,01-2,21,8751,65400
523N50114,76104,33-0,20000
Reglajul tensiunii in functie de regimurile de functionare ale sursei distribuite ,astfel incat nivelul de tensiune pe bara de MT a ST sa fie egala cu 21,5 kV
In acest caz se urmareste obtinerea unei tensiuni de 21,5 kVpe bara de MT a statiei.Se calculeaza prize de functionare pentru cele 2 regimuri(cos fi=0.95,capacitive si inductive),pentru fiecare situatie de conectare a sursei distribuite la retea.
Psc=94[kW]
r0 IT=0,122/km
U1=115,5kV
UnMT=22kV
x0 IT=0,386/km
U2 dorit=21,5kV
SnT=16MVA
L it=22,5km
U trafo=1,78% pt un plot
u sc=11%
Un IT=110kV
Rt=0,177719
Zt=3,3275
Xt=3,332243
Rst=0,088859
Xst=1,666121
RL=2,745
XL=8,685
R=2,833859
X=10,35112
a)Pentru cazul sursei distribuite conectate in nodul consumatorului C3,avand cos fi=0.95,inductiv:P2=1,262MW
Q2=9,429MVAr
np=3,719499==>nr ploturi=4
b)Pentru cazul sursei distribuite conectate in nodul consumatorului C3,avand cos fi=0.95,capacitiv:P2=1,262MW
Q2=4,171MVAr
np=3,96854==>nr ploturi=4
c)Pentru cazul sursei distribuite conectate direct la statia de MT,avand cos fi=0.95,inductiv:
P2=1,262MW
Q2=9,429MVAr
np=3,719499==>nr ploturi=4
d)Pentru cazul sursei distribuite conectate direct la statia de MT,avand cos fi=0.95,capacitiv:P2=1,262MW
Q2=4,171MVAr
np=3,96854==>nr ploturi=4
Stabilirea prizei optime de functionare atransformatorului in scopul minimizarii pierderilor de putere active
Se determina priza optima de functionare avand valori intre 8 si -8 pentru plotul active al transformatoarelor in Neplan tinand cont de urmatoarele restrictii:
Umt>18 kV Umt22
Prin urmare delta P min pentru plot=2
b)Pentru cazul sursei distribuite conectate in nodul consumatorului C3,avand cos fi =0.95, capacitiv:
4Network MW losses = 0,374260
3Network MW losses = 0,374260
2Network MW losses = 0,374260
1Network MW losses = 0,374260
0Network MW losses = 0,374260U>22
Prin urmare delta P min pentru plot=3 este optim.
c)Pentru cazul sursei distribuite conectate direct la statia de MT, avand cos fi =0.95, inductiv
4Network MW losses = 0,340924
3Network MW losses = 0,340924
2Network MW losses = 0,340924
1Network MW losses = 0,340924
0Network MW losses = 0,340924U>22
Prin urmare delta P min pentru plot=1 este optim
d)Pentru cazul sursei distribuite conectate direct la statia de MT,avand cos fi =0.95,capacitiv:
4Network MW losses = 0,321101
3Network MW losses =0,321101
2Network MW losses =0,321101
1Network MW losses = 0,321101
0Network MW losses = 0,321101U>22
Prin urmare delta P min pentru plot=1 este optim
Stabilirea configuratiei optime a retelei de MT prin reconfigurare in prezenta SD
Pentru recofigurarea retelei electrice de medie tensiune se deconecteaza pe rand cate o linie pentru a gasi configuratia cu pierderi minime.a)Pentru cazul sursei distribuite conectate in nodul consumatorului C3,avand cos fi=0.95,inductiv,iar transformatoarele functionand pe plotul 2,calculate anterior ca fiind optim pentru acest regim de functionare si mod de conectare:
linie deconectatadelta P
LC 1-20,832178
LC 2-30,423604
LC 3-40,340924min
LC 4-50,365121
LC 5-60,407381
LC 6-70,428644
LC 7-80,467031
LC 8-90,500758
LC 9-100,59451
Se alege pentru a fi deconectata linia dintre consunmatorii C6 si C7,deoarece are pierderile minime, dupa cum se poate observa si in tabelul anterior.b)Pentru cazul sursei distribuite conectate in nodul consumatorului C3,avand cos fi=0.95,capacitiv,iar transformatoarele functionand pe plotul 3,calculate anterior ca fiind optim pentru acest regim de functionare si mod de conectare:
linie deconectatadelta P
LC 1-20,723431
LC 2-30,375399
LC 3-40,321101min
LC 4-50,332095
LC 5-60,371904
LC 6-70,39226
LC 7-80,429627
LC 8-90,447721
LC 9-100,536331
Se alege pentru a fi deconectata linia dintre consunmatorii C8 si C9,deoarece are pierderile minime, dupa cum se poate observa si in tabelul anterior.c)Pentru cazul sursei distribuite conectate direct la statia de MT,avand cos fi=0.95,inductiv,iar transformatoarele functionand pe plotul 1,calculate anterior ca fiind optim pentru acest regim de functionare si mod de conectare:
linie deconectatadelta P
LC 1-20,964172
LC 2-30,49885
LC 3-40,370028min
LC 4-50,41269
LC 5-60,462473
LC 6-70,486637
LC 7-80,530221
LC 8-90,567912
LC 9-100,671906
Se alege pentru a fi deconectata linia dintre consunmatorii C4 si C5,deoarece are pierderile minime, dupa cum se poate observa si in tabelul anterior.
d)Pentru cazul sursei distribuite conectate direct la statia de MT,avand cos fi=0.95,capacitiv,iar transformatoarele functionand pe plotul 1,calculate anterior ca fiind optim pentru acest regim de functionare si mod de conectare:
linie deconectatadelta P
LC 1-20,952491
LC 2-30,491741
LC 3-40,374825min
LC 4-50,419069
LC 5-60,455695
LC 6-70,479654
LC 7-80,522869
LC 8-90,560235
LC 9-100,663316
Se alege pentru a fi deconectata linia dintre consunmatorii C3 si C4,deoarece are pierderile minime, dupa cum se poate observa si in tabelul anterior.
Analiza influntei sursei distribuite asupra curentilor de scurtcircuit
Curent de scurtcircuit generator asincron nod C3
inductiv+capacitiv
IDfault locationto nodedistance fromelement nameUnUL-E(RST)AU L-E(RST)Ik''(RST)Alk''(RST)
830N830Faulted02012,7021801,68-54,24
862N830N798L862Line1,68125,76
In urma calculelor realizate,se observa ca din cele 2 solutii de racordare la retea a sursei distribuite, prin PCC(punct comun de conectare) punctul C3 si direct la statia de transformare, pierderile minime de putere si energie apar la conectarea in punctul C3. Din considerente economice, multi producatori prefera conectarea direct in statia de transformare, pentru ca presupune construirea unei statii de transformare in acel punct, lucru care implica costuri suplimentare. In cazul conectarii in statia de transformare, pierderile datorate transportului si distributia cresc rezultand pierderi pe retea mai mari. De asemenea, o solutie optima conectarea ambelor transformatoare in paralel,si aici,pierderile minime aparand in cazul conectarii in punctul C3(PCC).
22
22
Top Related