Моделі компенсації реактивної потужності в електричних мережах на основі просторово-часової декомпозиції

Abstract

Відповідно до директивних документів по розрахунку компенсації реактивної потужності (КРП) в електричних мережах, її розрахунок базується на розв’язанні задачі одночасно для всієї електричної мережі. Такий підхід спонукає до розділення електричної мережі при оптимізації потоків реактивної потужності на частини (просторової декомпозиції електричної мережі), а також до поетапного впровадження компенсувальних установок (КУ) (часової декомпозиції процесу впровадження КУ). Про-сторова декомпозиція проводиться на основі розділення функції втрат, створених реактивним нава-нтаженням одного вузла, на власні та спільні втрати, що дозволяє спростити вказаний розрахунок. Часова декомпозиція базується на розділенні функції втрат при встановленні КУ на зниження втрат на певному етапі впровадження вказаних установок і на наступних етапах. Це дає можливість про-водити поетапний розрахунок КРП. Очевидно, яким би не був стан мережі в результаті попередніх кроків впровадження КУ, потрібно вибирати впровадження на найближчому кроці так, щоби воно в сукупності з впровадженням на всіх подальших кроках забезпечувало максимальне зниження втрат за період впровадження. Це показує незалежність установлення КУ на кожному етапі і, відповідно, часо-ву декомпозицію процесу впровадження КУ. Таким чином, величини потужностей КУ, які забезпечують максимальне зниження втрат на одному етапі їх впровадження, не залежать від реактивних наван-тажень і параметрів мереж інших етапів. Проведені дослідження дозволяють зробити такі висновки: а) оптимальні реактивні потоки окремих ліній мереж не залежать від реактивних навантажень інших ліній, що дає можливість проводити просторову декомпозицію цих мереж; б) величини потужностей КУ, які забезпечують максимальне зниження втрат потужності в електричній мережі на одному етапі впровадження КУ, не залежать від реактивних навантажень і параметрів мереж інших етапів, що дає можливість проводити часову декомпозицію цього впровадження.

According to the directives on the calculation of reactive power compensation (RPC) in electrical networks, its calcula-tion is based on solving the problem simultaneously for the entire electrical network. This approach encourages the division of the electrical network in the optimization of reactive power flows into parts (spatial decomposition of the electrical net-work), as well as the phased implementation of compensating installations (temporal decomposition of the implementation process CI). Spatial decomposition is performed on the basis of the division of the function of losses created by the reactive load of one node into own and total losses, which simplifies this calculation. Temporary decomposition is based on the divi-sion of the loss function in the establishment of CI on: reduction of losses at this stage of implementation of these installa-tions and in subsequent stages. This makes it possible to carry out a phased calculation of RPC. Obviously, whatever the state of the network as a result of the previous steps of the CI implementation, we must choose the implementation in the next step so that it, together with the implementation in all subsequent steps provides the maximum reduction of losses during the implementation period. This shows the independence of the establishment of the CI at each stage and, accord-ingly, the temporal decomposition of the process of implementation of the CI. Thus, the values of the capacities of the CI, which provide the maximum reduction of losses at one stage of their implementation, do not depend on the reactive loads and network parameters of other stages. The conducted researches allow to draw the following conclusions: a) the optimal reactive flows of separate lines of networks do not depend on reactive loadings of other lines that gives the chance to carry out spatial decomposition of these networks; b) the values of CI capacities, which provide the maximum reduction of power losses in the electrical network at one stage of CI implementation, do not depend on reactive loads and network parameters of other stages, which allows temporary decomposition of this implementation.