Download - Proiect Lucian

Transcript

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