Диссертация (1143218), страница 18
Текст из файла (страница 18)
При этом на каждом шаге итерации(рекурсии) алгоритма последовательно решаются следующие независимыезадачи (рисунок 2.11):1201. идентификацияэквивалентныхэлектрическихпараметроводнородного участка линии по уравнениям (2.43);2. разбиениеучастканаNоднородныхпоследовательнокоммутируемых П-образных структурных схем моделей участковвоздушной линии;3. расчетчисленнымметодоминтегрированиянапряженийвпромежуточных узлах и токов в продольных элементах цепочечнойсхемы.Рисунок 2.11 – Принципиальная схема алгоритма идентификации распределенных параметровмногопроводной воздушной линии электропередачиОписанный выше алгоритм реализован в виде двух подпрограмм всреде.
Первый модуль реализует численное решение нелинейной системыуравнений идентификации эквивалентных электрических параметров участкаоднороднойтрехфазнойлинии.Второймодульпредназначендляформирования векторной функции ошибки и матрицы коэффициентовуравнений чувствительности, которые используются основной программой.121Рисунок 2.12 – Принципиальная схема рекурсивной идентификации распределенных параметров цепочечной П-образной структуры122Внешний цикл основной программы организован при условииконтроля количества последовательных итераций (разбиений эквивалентныхсхем), равного размеру (восьми) последовательности (массива), членыкоторой кратны степени 2:lэкв [256; 128; 64; 32; 16; 8; 4; 2]Приведеннаяввыражении(2.46)(2.46)последовательностьотвечаетусловиям разбиения эквивалентной схемы линии электропередачи в каждойитерации цикла на две одинаковые части (N = 2, рисунок 2.12).
В основеэтого подхода лежит широко известный итерационный метод дихотомии[53, 64]. Следует отметить, что разбиение эквивалентной структурной схемыпополам с одинаковыми электрическими параметрами наиболее актуально сточки зрения экономии вычислительных ресурсов и в конечном итогеотражается на быстродействии алгоритма.Далее выполним оценку погрешности идентификации распределённыхпродольных и поперечных электрических параметров трехфазной (с двумягрозозащитными тросами) воздушной линии электропередачи номинальногонапряжения 500 кВ и протяженностью 512 км.
На рисунке 2.13 показанхарактеризменениясреднеквадратичнойпогрешностиидентификациисобственных удельных ёмкостей эквивалентных (при расщеплении на трипровода) фазных проводов. Характеристики среднеквадратичных значенийпогрешностиидентификацииудельныхпродольныхиндуктивностейэквивалентных фазных проводов показаны на рисунке 2.14. В сравнении спогрешностью идентификации остальных распределённых электрическихпараметров (таблица 2.2 и 2.3) результат определения собственных удельныхфазных ёмкостей обладает наихудшими показателями качества методаидентификации - максимальная величина погрешности составляет около13,5 % (6-ая строка, 3-ий столбец таблицы 2.3). Наименьшая величинапогрешности (около -0,01 %, 6-ая строка таблицы 2.2) выявлена приидентификации фазных продольных индуктивностей самоиндукции.123Рисунок 2.13 – Среднеквадратичное значение относительной погрешности идентификациисобственных удельных ёмкостей фазA (желтый цвет), B (зеленый цвет) и C (красный цвет)Рисунок 2.14 – Характеристики относительной среднеквадратичной погрешности идентификацииудельных продольных индуктивностей фазA (желтый цвет), B (зеленый цвет) и C (красный цвет)124Таблица 2.2 – Минимальное Emin и максимальное Emax значения среднеквадратичнойпогрешности идентификации удельных продольных электрических параметров ВЛНазвание удельногоЭталонное значениеМаксимальноеМинимальноепродольногоудельного продольногозначениезначениеэлектрическогоэлектрическогопогрешностипогрешностипараметрапараметраидентификацииидентификацииидентификации, ед.измидентификации, ед.изм,Emax, %Emin, %11,097,41Rb = 20 мОм/км11,487,57Rc = 20 мОм/км10,008,694,822,48Lb = 1,841 мГн/км2,57-0,01Lc = 1,841 мГн/км2,791,24МеждуфазнаяMab = 0,885 мГн/км8,436,95индуктивностьMbc = 0,885 мГн/км9,878,32взаимоиндукции, Гн/кмMca = 0,746 мГн/км11,697,09Фазноеактивное Ra = 20 мОм/кмсопротивление, Ом/кмФазнаяиндуктивность La = 1,841 мГн/кмсамоиндукции, Гн/кмТаблица 2.3 – Минимальное Emin и максимальное Emax значения среднеквадратичнойпогрешности идентификации удельных собственных электрических параметров ВЛНазвание удельногоЭталонное значениеМаксимальноеМинимальноепоперечногоудельного поперечногозначениезначениеэлектрическогоэлектрическогопогрешностипогрешностипараметрапараметраидентификацииидентификацииидентификации, ед.измидентификации, ед.изм,Emax, %Emin, %активная Ga = 22 См/км10,888,82проводимость (потери на Gb = 22 См/кмкорону), См/кмG = 22 См/км11,359,1110,138,75Ca = 10,14 Ф/км13,4410,72Cb = 10,14 Ф/км13,4712,50Cc = 10,14 Ф/км12,2910,82МеждуфазнаяKab = 1,71 Ф/км10,977,15ёмкость, Ф/кмKbc = 1,71 Ф/км10,336,60Kca = 0,54 Ф/км10,298,81ФазнаяcФазная ёмкость, Ф/км125Для остальных удельных электрических параметров идентификациисреднеквадратичное значение погрешности составляет не более 5-13 %.Напомним, что при количественной оценке погрешности идентификации вкачестве эталонных использовались представленные в разделе 2.3.1 значенияэлектрическихпараметров,рассчитанныеспомощьюаналитическихвыражений.
Здесь следует отметить, что выполненная таким образом оценкакачества разработанного алгоритма идентификации не совсем корректна,поскольку эталонные значения удельных параметров определены приметодических грубостях (допущениях), которые, как было показано ранее и впубликацияхавтораколичественнаямогутсоставлятьдопогрешностивозможнапри[28, 29],оценка50 %.Строгаясопоставлениирезультатов идентификации электрических параметров с результатами ихчисленного расчета при решении трехмерной полевой задачи.Однако, как уже отмечалось при постановке задачи исследований вэтой главе, полевой метод расчета неприемлем в связи со значительнымусложнением его программной реализации и высокими требованиями квычислительным ресурсам микропроцессорной системы идентификации.Всвязипогрешностиразработанногосвэтимприведенныебольшейавторамистепениметодавышеколичественныеотражаютидентификацииоценкиработоспособностьидостоверностьполученных с его помощью результатов исследований.
Обобщенная оценкакачества идентификации удельных параметров воздушных линий 110-330 кВвыполнена в следующем разделе при решении важной и практическизначимой задачи определения места их коротких замыканий.2.4. Приложение методов идентификации для снижения погрешностирасчетов расстояния до места короткого замыканияСогласно статистическим данным филиалов Системного оператора,значительнаядоляаварийныхрежимовобъединенных126электроэнергетических систем обусловлена электрическими (перекрытиеизоляции, перенапряжения и др.) или механическими повреждениямивысоковольтных линий электропередачи (ЛЭП).
В зависимости от места ипродолжительности устранения аварийных повреждений воздушных ЛЭП(ВЛ) технологические и экономические последствия могут иметь каклокальный, так и общесистемный характер [8, 16, 36, 37, 94, 95, 134, 136,143]. При этом на оперативность выявления, ликвидации аварийных режимовэлектрической сети и, как следствие этого, на величину ожидаемого ущербаот перерывов электроснабжения электроприемников влияют следующиефакторы:1. быстродействие средств защиты и противоаварийной автоматики;2.
быстротаотысканияиустраненияаварийсиловогоэлектрооборудования.Решениевоздушныхпроблемылинийоперативногоэлектропередачиспециализированногопоискаместаосуществляетсясконтрольно-измерительногоповрежденияпривлечениемоборудования,реализующего как физические локационные (зондирующие) способы, так ичисленные методы расчета входного сопротивления.
Проблема повышениябыстродействия и чувствительности цифровых реле сопротивления насегодняшний день решается путем совершенствования соответствующихчисленных методов и функциональных алгоритмов контроля и диагностики.Современные численные методы расчета расстояния до местакороткогозамыканияэлектрическихвоздушныхпараметроврежимаЛЭПоснованыработынаиспользованииэнергосистемы,которыерегистрируются (записываются) цифровыми осциллографами. Обобщенныйалгоритм процедуры расчета расстояния до места короткого замыканиялиний электропередачи изображен на рисунке 2.15.В представленном на рисунке 2.15 алгоритме определение расстояниядо места КЗ производится по данным цифровых осциллограмм, полученныхот регистраторов аварийных событий, которые установлены на шинах127граничащих с ВЛ подстанций.
В результате выполнения синхронизацииосциллограммпроисходитпоискединогоинтервалавремени,соответствующего аварийному режиму. Для определения поврежденногоприсоединения и типа короткого замыкания на предварительном этапевыполняетсяцифроваяфильтрацияэлектрическихсигналовфазныхнапряжений и токов. Выполняемая в дальнейшем процедура численногорасчета расстояния до места КЗ использует описанный в предыдущемразделе алгоритм идентификации удельных параметров трехфазной линииэлектропередачи.Внекоторыхслучаях(данные таблицы 2.4) величинаабсолютнойпогрешностичисленного расчета расстояниядо места короткого замыкания(КЗ) воздушных ЛЭП можетдостигатьнесколькихкилометров (или более 10 %относительно всей длины ВЛ).Всвязиссниженияэтимзадачаприведеннойпогрешности до приемлемыхзначений(± 2.5 %)чрезвычайно актуальна.ВобщемпогрешностьРисунок 2.15 – Блок-схема обобщенного алгоритмарасчета расстояния до места КЗ линий электропередачислучаечисленногорасчета расстояния до местаКЗ имеет две составляющие –методическую (определяется в основном адекватностью (погрешностью)математической модели воздушной ЛЭП) и инструментальную, котораяобусловлена характеристиками измерительной части.128Таблица 2.4 – Результаты численного расчета расстояния до места КЗ по даннымцифрового осциллографирования аварийного процесса на шинах подстанцийРезультаты численного расчетаНазваниеЭнерго-ВЛ,объектДлина,Обход,методом симметричныхкмкмсоставляющихвид КЗ, кмlрасч, кмПС 90Л-389, Вметодом идентификациипр, %lрасч, км, кмпр, %255,60206,90175,70– 31,20 – 12,21207,680,780,31Л-389, А+С 255,60150,00141,70– 8,30– 3,25150,760,760,30Л-389, С255,6066,3055,50– 10,80– 4,2366,900,600,23Л-389, В255,60186,70171,60– 15,10– 5,91186,710,010,004ПС Ленин-Л-374, C172,08102,3095,20– 7,10– 4,13102,840,540,31радскаяЛ-374, B172,0844,6038,20– 6,40– 3,7245,040,440,26Л-374, B172,0888,5076,60– 11,90– 6,9288,06Л-389, B255,60107,4098,70– 8,70– 3,40107,830,430,17Л-389, B255,6094,70104,509,803,8394,850,150,06ПС ОкуловскаяЛ-361, B134,3034,7022,00– 12,70– 9,4635,150,450,34ПС ВеликорецкаяЛ-309, C155,6034,2020,90– 13,30– 8,5534,650,450,29– 0,44 – 0,26Способы компенсации (снижения) инструментальной составляющейпогрешности трансформаторов тока достаточно подробно исследованыпредыдущейглаве.методическойчисленногоНастоящеесоставляющейрасчетаисследованиепогрешностирасстоянияместапосвященодистанционныхкороткогоснижениюметодовзамыканияприиспользовании разработанного автором метода идентификации удельныхпараметровмногопроводнойидентификациитрёхфазнойэлектрическихВЛ.параметровПрименениеметодоввоздушныхлинийэлектропередачи это новое и перспективное направление в решениипроблемы.Анализ погрешности численного расчета расстояния производилсяприменительно к воздушным линиям электропередачи 110 – 750 кВ ОЭС129Северо-Запада (Ленинградская, Кольская, Карельская, Архангельская иВологодская энергосистемы).
Первоначально из ретроспективного архиваосциллограмм аварийных событий (более 1200 случаев) в ОЭС 1997-2015 г.г.было отобрано около 160 наиболее характерных цифровых осциллограмм сизвестным,зафиксированнымрезультатомобхода(осмотра)местаповреждения линий электропередачи. Из них для исследования быливыбраны ВЛ (таблица 2.4, второй столбец), для которых величинаприведенной (к общей длине) погрешности численного расчета расстояниядоместакороткогозамыканиясоставилаболее2,5 %.Такжедополнительным критерием отбора аварийных осциллограмм с переходнымипроцессами, обусловленными короткими замыканиями ЛЭП, являлосьналичие полных исходных данных по трассированию ВЛ. Кроме этого, приотборе наиболее характерных цифровых осциллограмм учитывалось условиеоснащениялинииэлектропередачицифровымисредствамиосциллографирования с двух сторон. Для всех, указанных в таблице 2.4аварийных событий, была выполнена процедура расчета расстояния до местаКЗ с использованием разработанного автором метода идентификацииудельных электрических параметров ЛЭП.На рисунке 2.16 показаны результаты определения места однофазногоидвухфазногокороткихзамыканийналинииЛ-389методомпараметрической идентификации удельных параметров воздушных линийэлектропередачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
