Page 30 - e_info_06_2018_demo

jakość energii elektr ycznejycznej
jakość energii elektr

kompensacja mocy biernej

farm wiatrowych

dr inż. Grzegorz Hołdyński – Politechnika Białostocka

Z zagadnieniem kompensacji mocy biernej stykają się zarówno odbiorcy energii elek-
trycznej, jak również jej wytwórcy. Wytwarzanie lub pobieranie mocy biernej wiąże się
się nie tylko z występowaniem dodatkowych strat mocy i energii w układach zasilają-
cych, ale również z kosztami związanymi z ponadumownym przesyłem mocy biernej.

edług aktualnie obowiązują- szym niż 0,4 (niedokompensowa- jest światowym standardem wśród ją na 100% swoich mocy znamiono-
Wcych przepisów krajowych po- nie), systemów do kompleksowej analizy wych) – rysunek 2.
bór mocy biernej może być obciążo- ƒ ƒ pobór energii pojemnościowej przy pracy złożonych systemów elektro- Na podstawie przeprowadzonych
ny karami finansowymi naliczanymi współczynniku mocy tg j mniej- energetycznych. W wyniku obliczeń obliczeń i analiz zostały wyznaczone
przez operatorów sieci dystrybucyj- szym 0 (przekompensowanie). wyznaczone zostały wartości mocy wartości mocy czynnych i biernych
nych [1] oraz ogranicza możliwość Analizie gospodarki mocy biernej czynnej (P) i biernej (Q), współczynni- generowanych przez analizowaną far-
ubiegania się o odszkodowania z ty- została poddana farma wiatrowa zło- ków mocy (cos j) we wszystkich ele- mę wiatrową, które zestawiono w ta-
tułu niedotrzymania parametrów ja- żona z dziesięciu elektrowni wiatro- mentach, a także wartości napięć na beli 1. Z otrzymanych wartości wy-
kości energii elektrycznej [2, 3]. Kary wych typu Vestas V90 o mocy 2 MW wszystkich szynach zbiorczych anali- nika, że maksymalna wartość mocy
finansowe za ponadumowny pobór każda. Przy wykorzystaniu danych zowanego układu elektroenergetycz- biernej w punkcie przyłączenia farmy
lub wytwarzanie energii biernej nali- dotyczących parametrów sieci zasi- nego. Analizę przeprowadzono dla wiatrowej występuje podczas postoju
czane są dla wszystkich odbiorców lajacej oraz parametrów analizowa- dwóch skrajnych stanów pracy ana- elektrowni (– 4,396 Mvar) i jest to moc
(wytwórców) zasilanych z sieci śred- nego układu elektroenergetycznego lizowanego układu – podczas postoju o charakterze pojemnościowym, ze
niego i wysokiego napięcia. farmy wiatrowej opracowany został elektrowni wiatrowych (brak genera- względu na znaczny udział linii kab-
Za ponadumowny pobór energii komputerowy model analizowane- cji energii elektrycznej w poszczegól- lowych średniego i wysokiego napię-
biernej uważa się [1]: go fragmentu systemu elektroener- nych jednostkach wytwórczych) – ry- cia. Moc bierna pojemnościowa farmy
ƒ ƒ pobór energii indukcyjnej przy getycznego, w środowisku progra- sunek 1. oraz podczas pełnej gener- maleje wraz ze wzrostem mocy gene-
współczynniku mocy tg j wyż- mu komputerowego NEPLAN, który gacji (wszystkie elektrownie pracu- rowanej przez poszczególne jednostki
osiągając wartość – 0,4 Mvar przy peł-
Rys. G. Hołdyński Punkt przyłączenia 110 kV Przekłada się to również na zmiany
nej generacji wszystkich elektrowni.

wartości współczynnika mocy tg j od
U=114,400 kV
XRUHAKXS 240
6,98 km
P=-0,449 MW
P=0,449 MW u=104,00 % System elektroenergetyczny – 9,791 do – 0,022 (o charakterze po-
Q=-4,396 Mvar Q=4,396 Mvar
FW 110 kV PF=0,102
U=114,418 kV Load=5,69 % jemnościowym).
u=104,02 %
P=0,449 MW
Q=-0,579 Mvar
PF=0,613
Load=1,83 % W celu ograniczenia generacji
TR 110/30 kV 40 MVA
mocy biernej pojemnościowej farmy
P=-0,427 MW
Q=0,659 Mvar wiatrowej, zainstalowano na szynach
PF=0,544
Load=1,96 %
FW 30 kV
U=30,275 kV
u=100,92 % średniego napięcia dławik kompen-
P=0,402 MW
Q=0,173 Mvar
PF=0,919
Load=21,13 % sacyjny o mocy 4,5 Mvar. Podobnie
Dławik kompensacyjny
TPW/TU XRUHAKXS 240 jak w poprzednim przypadku doko-
1,95 km
P=0,008 MW
Q=-0,208 Mvar nano analizy gospodarki mocą czyn-
PF=0,037
P=-0,400 MW Load=0,94 %
Q=-0,158 Mvar XRUHAKXS 240 XRUHAKXS 240
PF=0,930 3,95 km 2,68 km
P=0,008 MW
Load=20,78 % P=0,010 MW Q=-0,270 Mvar ną i bierną w obrębie farmy wiatro-
Potrz Własne 0,4 kV Q=-0,354 Mvar PF=0,028
U=0,402 kV PF=0,029 Load=1,23 %
u=100,50 % Load=1,61 %
XRUHAKXS 120 XRUHAKXS 120 XRUHAKXS 120 XRUHAKXS 120 XRUHAKXS 120 XRUHAKXS 120 XRUHAKXS 120 wej w zależności od wartości mocy ge-
1,28 km
1,16 km
1,25 km 0,95 km 0,89 km 1,68 km 1,06 km P=0,005 MW P=0,003 MW
P=0,400 MW P=0,008 MW P=0,005 MW P=0,003 MW P=0,005 MW P=0,003 MW Q=-0,098 Mvar Q=-0,046 Mvar
PF=0,930 Q=-0,118 Mvar Q=-0,067 Mvar Q=-0,032 Mvar Q=-0,114 Mvar Q=-0,041 Mvar PF=0,052 PF=0,055 nerowanej w poszczególnych jednost-
PF=0,079
PF=0,045
PF=0,062
PF=0,075
PF=0,065
Load=0,79 % Load=0,45 % Load=0,22 % Load=0,76 % Load=0,27 % Load=0,66 % Load=0,31 %
EW 1 - 30 kV EW 2 - 30 kV EW 3 - 30 kV EW 4 - 30 kV EW 5 - 30 kV EW 6 - 30 kV EW 7 - 30 kV EW 8 - 30 kV EW 9 - 30 kV EW 10 - 30 kV kach – od postoju po pełną generację
U=30,278 kV U=30,278 kV U=30,278 kV U=30,279 kV U=30,276 kV U=30,277 kV U=30,277 kV U=30,276 kV U=30,276 kV U=30,276 kV
u=100,93 % u=100,93 % u=100,93 % u=100,93 % u=100,92 % u=100,92 % u=100,92 % u=100,92 % u=100,92 % u=100,92 %
poszczególnych elektrowni, a wyniki
GEN 1 GEN 2 GEN 3 GEN 4 GEN 5 GEN 6 GEN 7 GEN 8 GEN 9 GEN 10
U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV U=0,666 kV
u=100,91 % u=100,91 % u=100,91 % u=100,91 % u=100,91 % u=100,91 % u=100,91 % u=100,90 % u=100,90 % u=100,90 %
Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW Generator 2 MW streszczenie
P=0,000 MW P=0,000 MW P=-0,000 MW P=-0,000 MW P=0,000 MW P=-0,000 MW P=-0,000 MW P=0,000 MW P=-0,000 MW P=-0,000 MW
Q=0,000 Mvar Q=-0,000 Mvar Q=-0,000 Mvar Q=0,000 Mvar Q=-0,000 Mvar Q=0,000 Mvar Q=0,000 Mvar Q=0,000 Mvar Q=0,000 Mvar Q=0,000 Mvar
W artykule przedstawiono problematykę
kompensacji mocy biernej dużych farm
wiatrowych przyłączonych do sieci elek-
Rys. 1. Wyniki analizy rozpływu mocy farmy wiatrowej przy postoju elektrowni troenergetycznej wysokiego napięcia.
www.elektro.info.pl nr 6/2018
60