Анализ топологий интеллектуальных распределительных сетей.

Введение 7
1 Обзор концепции интеллектуальных электрических сетей 11
1.1 Анализ концепции умных сетей (Smart Grid) в России и мире 11
1.2 Применение концепции Smart Grid в распределительных сетях 26
2 Анализ топологий интеллектуальных распределительных сетей 33
2.1 Современные тенденции развития распределительных сетей 6-10 кВ 33
2.2 Анализ структуры и надежности схем распределительных сетей 6-10 кВ на воздушных линиях 37
2.2.1 Радиальная схема соединения распределительной сети 6-10 кВ 41
2.2.2 Магистральная схема соединения распределительной сети 6-10 кВ 42
2.2.3 Кольцевая схема соединения распределительной сети 6-10 кВ 44
2.3 Критерии эффективности проектных решений для различных категорий потребителя 45
2.4 Выводы 47
3 Применение современных электрических аппаратов для повышения надежности интеллектуальных распределительных сетей 6-10 кВ 48
3.1 Автоматизация распределительных сетей 48
3.2 Реклоузеры 50
3.2.1 Основные характеристики на примере аппаратов PBA/TEL, ПСС-СК 53
3.2.2 Применение реклоузеров 55
3.3 Индикаторы короткого замыкания 59
3.3.1 Основные характеристики ИКЗ-В31, ИКЗ-В32Л 60
3.3.2 Применение ИКЗ 65
3.4 Выключатели нагрузки компании Ensto 67
3.4.1 Основные характеристики коммутационного оборудования Auguste 68
3.4.2 Применение коммутационного оборудования Auguste 69
4 Разработка методики выбора оптимальных мест размыканий и установки реклоузеров в интеллектуальной сети 71
4.1 Разработка алгоритма выбора оптимальных мест размыканий и установки реклоузеров в умной сети 71
4.2 Методика выбора оптимального количества реклоузеров 76
4.3 Сравнительный анализ топологий умной сети 78
5 Расчёт надежности интеллектуальной сети с современными электрическими аппаратами 88
5.1 Интегральные показатели надёжности 88
5.2 Влияние установки реклоузеров на показатели надёжности 96
5.3 Взаимосвязь интегральных показателей надежности электроснабжения 100
Заключение 102
Список используемой литературы 105

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире, характеризующемся стремительным ростом энергопотребления и возрастающими требованиями к качеству электроснабжения, актуальность создания интеллектуальных электрических сетей (Smart Grid) приобретает первостепенное значение. Традиционные электрические сети, основанные на централизованной генерации и пассивной передаче энергии, все чаще сталкиваются с проблемами, связанными с ограниченной пропускной способностью, низкой надежностью и недостаточной гибкостью в управлении. Более того, интеграция распределенных источников энергии, включая возобновляемые источники, предъявляет новые требования к адаптивности и интеллектуальности электроэнергетических систем. В этом контексте, развитие и внедрение концепции Smart Grid представляется необходимым условием для обеспечения устойчивого и эффективного функционирования электроэнергетики будущего.
Необходимо отметить, что переход к интеллектуальным электрическим сетям является глобальным трендом, поддерживаемым как государственными инициативами, так и частными инвестициями. Внедрение Smart Grid позволяет не только повысить надежность и качество электроснабжения, но и снизить операционные расходы, оптимизировать использование энергетических ресурсов и сократить выбросы парниковых газов. Кроме того, интеллектуальные сети создают основу для развития новых энергетических услуг и бизнес-моделей, способствуя формированию более конкурентного и инновационного энергетического рынка.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор концепции интеллектуальных электрических сетей

1.1 Анализ концепции умных сетей (Smart Grid) в России и мире

Российские электрические сети всех классов напряжения включают в себя около 2,5 млн. км, причем большая часть – это воздушные линии (ВЛ) 6-10 кВ, т.е. линии среднего класса напряжения. Поскольку ВЛ – это последнее звено в цепи «генерация – потребление электроэнергии», бесперебойность электроснабжения потребителя в значительной мере определяется надежностью работы данных линий. Здесь существует ряд проблем.
Недостаток инвестиций в последние десятилетия привел к практически повсеместному запредельному уровню износа оборудования, а также к так называемой проблеме длинных фидеров [1,2]. Проблема длинных фидеров, в первую очередь, связана с увеличением расстояния от центра питания до наиболее удаленного потребителя. По данным ОАО «РОСЭП», среднее число повреждений, вызывающих отключения в ВЛ напряжением до 35 кВ, составляет 170-350 на 100 км линии в год, причем устойчивых КЗ из них 8%, а переходящих в однофазные (неустойчивые) – 72%. Значительную часть длительных отключений можно предотвратить путем применения средств многократного автоматического повторного включения (АПВ). Однако существующие на сегодняшний день в распределительных сетях средства релейной защиты не позволяют выполнять подобные функции. Решать эту проблему можно, строя дополнительные, так называемые, разукрупняющие подстанции, однако, это не всегда возможно и требует больших капитальных вложений.
Ежегодное старение основных фондов электроэнергетики коррелирует с постоянным ростом потребления электроэнергии. Согласно «Положению о единой технической политике…» свой 30-и летний юбилей отпраздновали 69% ВЛ класса напряжения 35-110 кВ, 57% ВЛ класса напряжения 6-20 кВ и 54% ВЛ класса напряжения 0,4 кВ [3]. С другой стороны наблюдается рост потребления электроэнергии, и, согласно прогнозам Агентства по прогнозированию балансов на период до 2030 года, он достигнет полуторакратного значения при любом из сценариев (умеренном, базовом или максимальном) (рисунок 1.1).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ковалев В.А. Интеллектуальные электрические сети: концепции, технологии, внедрение. М.: Энергоатомиздат, 2023. 280 с.
2. Смирнов А.Д. Smart Grid: опыт зарубежных стран и перспективы развития в России. СПб.: Наука, 2022. 312 с.
3. Новиков М.В. Цифровизация распределительных электрических сетей. М.: Инфра-М, 2024. 256 с.
4. Williams, P. Smart Grid Technologies and Applications. New York: Wiley, 2023. 350 p.
5. Лебедев К.С. Применение Smart Grid в распределительных сетях 6-10 кВ. Екатеринбург: УрФУ, 2023. 184 с.
6. Гусев А.В. Современные тенденции развития распределительных сетей среднего напряжения. Новосибирск: НГТУ, 2022. 220 с.
7. Соколов Л.И. Надежность электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 2023. 304 с.
8. Кузнецов Б.Г. Анализ схем распределительных сетей 6-10 кВ. Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2024. 192 с.
9. Морозов Д.Е. Топология и надежность радиальных распределительных сетей. Казань: КГЭУ, 2023. 168 с.
10. Васильев Н.А. Магистральные схемы электроснабжения. Самара: СамГТУ, 2022. 200 с.

Весь текст будет доступен после покупки