3 ЗАДАЧІ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ РЕАКТИВНОЮ ПОТУЖНІСТЮ

3.1 Загальні положення

Діючою методикою розрахунку плати за перетікання реактивної електроенергії між енергопостачальною компанією і споживачами стимулюється установлення засобів компенсації реактивної потужності і керування реактивними навантаженнями промислових підприємств. Деякі з них, які залучені до регулювання балансу реактивної потужності в енергорегіоні, повинні забезпечити узгоджений графік реактивних навантажень. Решта виробництв зацікавлена звести до мінімуму споживання реактивної енергії, зменшивши при цьому відповідну складову плати за електроенергію. Зробивши узагальнення, можна відзначити, що на реактивну потужність необхідно цілеспрямовано діяти (керувати), забезпечивши при цьому заданий хід графіка реактивних навантажень у першому випадку або максимально його наблизити до осі абсцис в другому.

Графік реактивних навантажень, який прийнято зображати залежніс-тю Q(t), в математичних термінах є процесом. Для керування процесами існує класичний математичний апарат – теорія оптимального керування.

Керування реактивною потужністю має виконуватись із врахуванням всіх особливостей цього процесу, які потребують певної математичної постановки задачі оптимального керування для даного випадку. Відзначимо особливості процесу Q(t) та технічних засобів цілеспрямованого впливу на цей процес, які використовуються в промисловій електроенергетиці.

1. Керований параметр стану системи – реактивна потужність на вводі підприємства, складна залежність від часу, яка не може бути аналі-тично описаною.

2. Для більшої частини виробництв процес Q(t) змінюється поволі ( – несуттєве), що зумовлено особливістю технології, і для його реєстрації та відтворення використовуються разові вимірювання, що проводяться з частотою, наприклад, 1 раз на годину. У проміжках часу між вимірами вважається, що стан системи незмінний (рис. 3.1).

3. Енергопостачальна компанія здійснює контроль ступінчастого графіка реактивної потужності. При необхідності крок дискретизації може бути вибраний іншим. Узгоджений ступінчастий графік реактивних навантажень обумовлюється в договорі на споживання електричної енергії.

4. Для керування використовуються синхронні двигуни, які працю-ють в режимі перезбудження, і батареї статичних конденсаторів (БСК) симетричного виконання. Синхронні двигуни і БСК з тиристорним керуванням дозволяють здійснювати безперервне керування процесом. У переважній більшості випадків використовуються БСК, які дозволяють комутувати окремі секції і тим самим здійснювати дискретне керування. Саме цей варіант керування розглянемо далі.

5. З огляду на те, що при керуванні необхідно комутувати великі конденсаторні потужності, керування виконується дискретним не тільки за впливами, але і в часі.

6. В процесі експлуатації режими комутації ємнісних струмів най-більш важкі для електроустаткування. З цих позицій необхідно, щоб при керуванні загальна кількість комутацій і комутацій найбільш потужних ступенів БСК, яким відповідають найбільші ємнісні струми, була зведена до мінімуму.

7. Керування слід здійснювати з позицій системного підходу, враховуючи всі можливі наслідки такого керування, наприклад, впливи на рівні напруги у вузлах, на втрати активної потужності в мережі, на стійкість режимів і так далі.

8. Вагомість кожного із зазначених впливів з часом може змінюва-тись і тому необхідність врахування того або іншого в певні моменти часу зникає.