Русская версия English version

Аналитическое определение параметров транспонированной линии электропередачи на базе синхронизированных векторных измерений

И.Е. Иванов

Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 1, сс. 30—42

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса. Параметры высоковольтных воздушных линий электропередачи могут существенно варьироваться в зависимости от погодных условий и уровня токов нагрузки. Внедрение устройств синхронизированных векторных измерений обусловливает потенциальную возможность актуализации параметров линий электропередачи. При этом ряд алгоритмов, предложенных ранее для решения этой задачи, достаточно сложны и требуют выполнения оптимизации, что определяет целесообразность получения аналитического решения для конкретных электроэнергетических объектов, например для одноцепной трехфазной транспонированной линии электропередачи.

Материалы и методы. При выводе аналитических выражений используются известные соотношения из электротехники, а также математические методы исследования функций. Разработанный алгоритм реализован на языке MATLAB, а для его тестирования применяется модель электрической сети в программном комплексе ATP/ATPDraw. При исследовании влияния погрешностей измерений используется метод Монте-Карло: для каждого рассматриваемого класса точности измерительных трансформаторов осуществляется серия из 10000 вычислительных экспериментов в MATLAB, после чего вычисляются необходимые статистические показатели.

Результаты. Получен алгоритм, позволяющий определить параметры одноцепной трехфазной транспонированной линии электропередачи на базе одного комплекта синхронизированных векторных измерений по концам линии. Алгоритм успешно верифицирован с помощью программных средств MATLAB и ATP/ATPDraw. Проанализировано, насколько велико влияние погрешностей измерений при использовании различных классов точности измерительных трансформаторов.

Выводы. Разработанный алгоритм потенциально позволяет реализовать более простой (и менее требовательный к вычислительным ресурсам) подход к актуализации параметров транспонированных воздушных линий электропередачи на базе синхронизированных векторных измерений. В нормальном режиме со слабой несимметрией алгоритм обеспечивает достаточно качественные результаты расчета удельных параметров прямой последовательности линии при применении измерительных трансформаторов класса точности 0,5. В резко несимметричном режиме алгоритм может быть применен также и для расчета удельных продольных параметров нулевой последовательности линии даже при использовании измерительных трансформаторов класса точности 1,0.

 

Список литературы на русском языке: 

1. Liao Y., Kezunovic M. Online optimal transmission line parameter estimation for relaying applications // IEEE Trans. Power Delivery. – January, 2009. – Vol. 24, № 1. – P. 96–102.

2. Герасимов А.С., Есипович А.Х., Смирнов А.Н. Об опыте верификации цифровых и физических моделей энергосистем // Электрические станции. – 2010. – № 11. – С. 14–19.

3. Бердин А.С., Близнюк Д.И., Герасимов А.С. Определение параметров узловых эквивалентов на основе синхронизированных векторных измерений // Известия НТЦ Единой энергетической системы. – 2017. – № 2. – С. 15–22.

4. Chakrabarti S., Kyriakides E., Bi T., Cai D., Terzija V. Measurements get together // IEEE Power and Energy Magazine, Jan.-Feb. 2009. Reprinted in Special Issue: Smart Grid-Putting it All Together, a 2010 reprint journal from PES. – Р. 15–23.

5. Опыт разработки, внедрения и эксплуатации системы мониторинга переходных режимов в ЕЭС России /  А.В. Жуков, Е.И. Сацук, Д.М. Дубинин и др.  // Сборник докладов V Междунар. науч.-техн. конф. «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем». – Сочи, 2015.

6. NASPI 2014 Survey of Synchrophasor System Networks – Results and Findings // NASPI Technical Report. NASPI Data and Network Management Task Team, Network Systems Group, July 2015.

7. Небера А.А. Прикладные вопросы применения векторных измерений параметров электрического режима // Сборник докладов III Междунар. науч.-техн. конф. «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем». – СПб., 2011.

8. New information technologies for state estimation of power systems with FACTS / P.I. Bartolomey, S.A. Eroshenko, E.M. Lebedev, A.A.  Suvorov // Proc. 3rd IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT Europe). – Berlin, Oct. 14–17 2012.

9. Dán A.M., Raisz D. Estimation of transmission line parameters using wide-area measurement method // Proc. 2011 IEEE Trondheim PowerTech, Trondheim, Norway, June 19–23, 2011.

10. A method for accurate transmission line impedance parameter estimation / D. Ritzmann, P.S. Wright, W. Holderbaum, B. Potter // IEEE Trans. Instrumentation and Measurement. – October 2016. – Vol. 65, no. 10. – P. 2204–2213.

11. Wu Z., Zora L.T., Phadke A.G. Simultaneous transmission line parameter and PMU measurement calibration // Proc. 2015 IEEE PES General Meeting, Denver, CO, USA, July 26–30, 2015.

12. Ivanov I., Murzin A. Synchrophasor-based transmission line parameter estimation algorithm taking into account measurement errors // Proc. IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT Europe), Ljubljana, Slovenia, Oct. 9–12, 2016.

13. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110–750 кВ. – М.: Энергия, 1979.

14. Anderson P.M. Analysis of Faulted Power Systems. – Wiley–IEEE Press; 1 edition, 1995.

15. Dommel H.W. Electromagnetic Transients Program (EMTP) Theory Book. – Portland, OR, USA: Bonneville Power Administration, 1986.

16. Grainger J.J., Stevenson W.D., Jr. Power System Analysis. – New York McGraw-Hill – McGraw-Hill series in electrical and computer engineering, 1994. 

Ключевые слова на русском языке: 
параметры линии электропередачи, синхронизированные векторные измерения, транспонированная линия электропередачи, фазо-модальные преобразования
Ключевые слова на английском языке: 
transmission line parameters, synchrophasor measurements, transposed line, phase-mode transformations
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2019.1.030-042
Количество скачиваний: 
64