RU2475918C1 - Способ передачи электрической энергии - Google Patents
Способ передачи электрической энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475918C1 RU2475918C1 RU2011154427/07A RU2011154427A RU2475918C1 RU 2475918 C1 RU2475918 C1 RU 2475918C1 RU 2011154427/07 A RU2011154427/07 A RU 2011154427/07A RU 2011154427 A RU2011154427 A RU 2011154427A RU 2475918 C1 RU2475918 C1 RU 2475918C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- distribution
- electric energy
- power
- load nodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу предложено на всей обслуживаемой территории располагать равномерно распределенную электрическую сеть, имеющую конфигурацию связанных шестиугольников, в вершинах которых располагают узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с возможностью их взаимозаменяемости. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области передачи и распределения электрической энергии и может быть использовано для распределительных сетей напряжением 10-220 кВ.
Практическая необходимость в использовании предлагаемого решения заключается в потребности полной автоматизации, самоорганизации и адаптации к режимам работы электрической сети, соответствующих принципам построения сетей Smart Grid. Важнейшим фактором унижения стоимости выпускаемого оборудования и его эксплуатационных расходов является унификация. Кроме того, увеличение уровня надежности систем электроснабжения является актуальным для городских и промышленных сетей. Известные способы передачи не в полной мере удовлетворяют возрастающие требования.
Известны кольцевые схемы электроснабжения (http://www.powergrids.ru/content/view/13/43/), применяемые для электроприемников второй и третьей категорий надежности электроснабжения (Фиг.1). При повреждении любой из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной.
На Фиг.1 обозначены: РП1, РП2 - распределительные пункты, ТП1, ТП2, ТП3, ТП4 - трансформаторные подстанции.
В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели.
Разъединители или выключатели в месте деления сети включают при необходимости подачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ.
Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).
Более надежными схемами электроснабжения электроприемников являются схемы, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР) (Фиг.2).
На Фиг.2 обозначены: ИП1, ИП2 - источники питания, РП - распределительный пункт, ТП1, ТП2 - трансформаторные подстанции.
АВР является методом релейной защиты, который служит для обеспечения надежной работы сети электропитания. АВР призвана создать возможность подключения резервных источников питания при аварии в основной системе электроснабжения. Переключение на резервный источник питания и отключение поврежденного участка происходит в диапазоне от 0,3 до 0,8 секунд.
Зачастую взаиморезервируемые линии электропередач прокладываются в параллельно идущих траншеях или даже в одной траншее с несгораемой перегородкой (кабельные линии) или подвешиваются на одну опору (воздушные линии). Тем самым, при определенных обстоятельствах, возможна потеря обеих взаиморезервируемых линий. Например: обрушение опоры с двухцепной воздушной линией при сильном гололеде; механические повреждения траншеи с двумя взаиморезервируемыми кабельными линиями, при проведении земляных работ и т.п.
Опыт эксплуатации распределительных сетей 6-10 кВ, а также последствия известных аварий показывают, что существующая конфигурация сети 6-10 кВ не может удовлетворять растущим требованиям к надежности, предъявляемым городским и промышленным сетям.
Недостатки существующих распределительных сетей:
- в существующих распределительных сетях нет такого понятия как «самозаживающая» сеть. Если есть отказ питающей линии электропередачи 6-10 кВ при условии, что они имеют тенденцию работать на радиальной основе (по большей части), есть неизбежный перерыв в электроснабжении;
- высоки потери электроэнергии (до 16%);
- отставание сетевой инфраструктуры от потребности в электрической энергии и мощности;
- конфигурация распределительных сетей не позволяет осуществить принцип распределенной генерации;
- невозможно реализовать автоматическое управление распределением и потреблением ресурсов электроэнергии на всех уровнях напряжения.
Известен способ распределения электроэнергии и устройство для его осуществления (пат. РФ №2036503, G05B 19/18, Н02J 4/00, опубл. 27.05.1995.) Способ заключается в формировании сигналов управления, которые объединяют в мультиплексные сигналы с использованием временного разделения каналов. Здесь речь идет об управлении распределением электроэнергии и патент не касается топологии сети.
В качестве прототипа принят способ передачи электрической энергии по патенту РФ №2337451, H02J 3/00, опубл. 27.10.2008, согласно которому на передающей подстанции снижают потери в токоведущих проводах, уменьшая величину тока за счет увеличения напряжения электромагнитным путем при помощи трансформаторного оборудования, затем энергию передают через линию электропередачи, на конце которой производят обратное преобразование - понижают напряжение до величины, определяемой распределительными сетями и потребителями электрической энергии, так же электромагнитным путем понижающими трансформаторами на передающей подстанции трехфазное переменное напряжение преобразуют в две трехфазные системы напряжений с однонаправленными встречными токами, передают электроэнергию по шестипроводной распределительной сети, на конце которой осуществляют обратное преобразование напряжения в трехфазное переменное путем суммирования магнитных потоков в магнитопроводе трехфазного трансформатора с расщепленными первичными обмотками.
В этом решении ставится задача снижения величины токов короткого замыкания и снижения требований к выключателям по отключающей способности, удешевления распределительных устройств и распределительной подстанции, уменьшения суммарного сечения питающих токоведущих проводников (проводов, кабелей), снижения потерь электроэнергии, напряжения и мощности.
Однако недостаточна эффективность и надежность работы системы, реализующей способ, из-за неравномерной загрузки сети и из-за хаотичного расположения потребителей, их удаленности от подстанции.
Решается задача создания более эффективного способа передачи электрической энергии.
Технический результат - повышение надежности работы системы, реализующей способ, за счет осуществления принципа распределенной генерации электрической энергии (равномерная загрузка сети, приближение потребителей к источникам питания).
Этот технический результат достигается тем, что в способе передачи электрической энергии, согласно которому электрическую энергию передают через линию электропередачи и по кабелям распределительных сетей - к узлам нагрузки, на всей обслуживаемой территории располагают равномерно распределенную электрическую сеть, имеющую конфигурацию связанных шестиугольников, в вершинах которых располагают узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с возможностью их взаимозаменяемости; равномерно распределенную электрическую сеть выполняют многоуровневой: в сети первого уровня располагают узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 10-20 кВ, в сети второго уровня - распределительные пункты на 110-220 кВ, в сети третьего уровня и выше - распределительные пункты на 220 кВ и выше.
При реализации предлагаемого способа потребители питаются от ближних узлов короткой сети, при этом снижаются потери напряжения и мощности. Выход из строя одного или даже нескольких узлов нагрузки не приведет к разрушению сети благодаря жесткой связи всех узлов. При потере питающей линии (обрыв, авария) сеть обеспечит питание узла по одной из двух оставшихся линий, изменяя их предыдущее состояние в автоматическом режиме, сеть найдет оптимальный из возможных путей доставки электрической энергии потребителям. Организация уровней позволяет расширить площадь обслуживаемой территории.
Способ реализуют с помощью системы передачи электрической энергии, приведенной на чертежах:
на Фиг.3 - принцип формирования сети,
на Фиг.4 - узел нагрузки,
на Фиг.5 - пространственное представление двухуровневой распределительной сети.
На Фиг.3 позицией 1 обозначена распределенная электрическая сеть, имеющая конфигурацию связанных шестиугольников 2 (образующих соты), в вершинах которых
располагаются узлы нагрузки 3. Шестиугольники 2 не обязательно должны иметь правильную форму. Расстояние (плечо) между узлами нагрузки 3 определяется плотностью нагрузок. Каждый узел нагрузки 3 имеет питающую 4, транзитную 5 и резервную 6 линии. Стрелками обозначен поток мощности. Распределительная сеть является инвариантной. Питающая линия может стать при необходимости транзитной или резервной, транзитная - питающей, резервная - транзитной, т.е. возможна переконфигурация узла и изменение потоков мощности в сети в зависимости от той или иной ситуации.
На Фиг.5 позицией 7 обозначена сеть первого уровня, где располагают узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 10-20 кВ, 8 - сеть второго уровня, где располагают узлы нагрузки на 110-220 кВ, в третьем уровне (на чертеже не показан) - узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 220 кВ и выше. Узлы нагрузки разных уровней связаны между собой трансформаторными связями 9. Позицией 10 обозначены потребительские линии, позицией 11 - генераторные установки.
Способ осуществляют следующим образом. Электрическую энергию передают через линию электропередачи и по кабелям распределительных сетей - к узлам нагрузки 3. Все узлы нагрузки 3 находятся под напряжением, т.е. каждый узел может быть источником электроэнергии для потребителей.
Пример. Доставка электроэнергии в узел нагрузки 3 происходит по питающей линии 4, по транзитной линии 5 происходит доставка электроэнергии соседнему узлу нагрузки (транзит). При этом резервная линия 6 находится в горячем резерве, т.е. она может включиться автоматически при выходе из строя питающей линии 4.
В многоуровневой (на чертеже фиг.5 - двухуровневой распределенной электрической сети) распределение электроэнергии происходит по тому же принципу, но при этом расширяются функциональные возможности способа за счет обслуживания распределительных пунктов различных по уровню напряжения и распределяемой мощности.
Таким образом, при реализации предлагаемого изобретения достигаются следующие результаты: существенное увеличение надежности и экономической эффективности функционирования ЕЭС России; улучшение качества обслуживания потребителей электроэнергии при удешевлении поставляемой электроэнергии.
Claims (2)
1. Способ передачи электрической энергии, согласно которому электрическую энергию передают через линию электропередачи и по кабелям распределительных сетей - к узлам нагрузки, отличающийся тем, что на всей обслуживаемой территории располагают равномерно распределенную электрическую сеть, имеющую конфигурацию связанных шестиугольников, в вершинах которых располагают узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с возможностью их взаимозаменяемости.
2. Способ передачи электрической энергии по п.1, отличающийся тем, что равномерно распределенную электрическую сеть выполняют многоуровневой: в сети первого уровня располагают узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 10-20 кВ, в сети второго уровня - распределительные пункты на 110-220 кВ, в сети третьего уровня и выше - распределительные пункты на 220 кВ и выше.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011154427/07A RU2475918C1 (ru) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Способ передачи электрической энергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011154427/07A RU2475918C1 (ru) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Способ передачи электрической энергии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475918C1 true RU2475918C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011154427/07A RU2475918C1 (ru) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Способ передачи электрической энергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475918C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2825222C1 (ru) * | 2023-07-21 | 2024-08-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Пакетный способ передачи электрической энергии |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1112483A1 (ru) * | 1983-03-28 | 1984-09-07 | Potapov Yurij V | Электрическа сеть переменного тока Потапова Ю.В. |
RU2166225C1 (ru) * | 1999-12-23 | 2001-04-27 | Потапов Юрий Васильевич | Электрическая сеть переменного тока |
US6571152B1 (en) * | 1997-02-24 | 2003-05-27 | Hitachi, Ltd. | Creation method and apparatus of network configuration for power system |
RU2337451C1 (ru) * | 2007-07-31 | 2008-10-27 | ЗАО "Научно-промышленное объединение "ПРОМЭНЕРГО" | Способ передачи электрической энергии трехфазного напряжения на переменном токе и система для его реализации |
-
2011
- 2011-12-29 RU RU2011154427/07A patent/RU2475918C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1112483A1 (ru) * | 1983-03-28 | 1984-09-07 | Potapov Yurij V | Электрическа сеть переменного тока Потапова Ю.В. |
US6571152B1 (en) * | 1997-02-24 | 2003-05-27 | Hitachi, Ltd. | Creation method and apparatus of network configuration for power system |
RU2166225C1 (ru) * | 1999-12-23 | 2001-04-27 | Потапов Юрий Васильевич | Электрическая сеть переменного тока |
RU2337451C1 (ru) * | 2007-07-31 | 2008-10-27 | ЗАО "Научно-промышленное объединение "ПРОМЭНЕРГО" | Способ передачи электрической энергии трехфазного напряжения на переменном токе и система для его реализации |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2825222C1 (ru) * | 2023-07-21 | 2024-08-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Пакетный способ передачи электрической энергии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100975482B1 (ko) | Dc 전송 시스템을 사용하여 ac 전송 시스템 급송력,시스템 안정성 및 전력 흐름 제어력을 개선하기 위한 방법및 장치 | |
US20200381927A1 (en) | Full direct-current boost/buck power transmission system and method | |
EP2810353B1 (en) | Dc connection scheme for windfarm with internal mvdc collection grid | |
US20120019203A1 (en) | Energy storage and vehicle charging system and method of operation | |
US20150084434A1 (en) | Methods, systems, and computer readable media for topology control and switching loads or sources between phases of a multi-phase power distribution system | |
RU2484571C1 (ru) | Система передачи электрической энергии | |
Raza et al. | A benchmark distribution system for investigation of residential microgrids with multiple local generation and storage devices | |
JP2019161706A (ja) | 電力融通システム | |
Ghamsari-Yazdel et al. | Incorporation of controlled islanding scenarios and complex substations in optimal WAMS design | |
Abbaspour et al. | Multi-agent system-based hierarchical protection scheme for distribution networks with high penetration of electronically-coupled DGs | |
CN108141041B (zh) | 输电装置和用于操作输电装置的方法 | |
Clerici et al. | MVDC multi-terminal grids: a valid support for distribution grids improvement | |
Westermann et al. | Distribution grid interconnection using DC-links | |
Kamh et al. | Realizing a smart microgrid—Pioneer Canadian experience | |
Priebe et al. | Design of medium voltage dc grids–impact of power flow control on grid structure | |
Bleilevens et al. | Reliability Analysis of DC Distribution Grids | |
Mahdavi et al. | Reconfiguration of radial distribution systems: Test System | |
Rani et al. | Power upgradation and possibility of small power tapping from composite acdc transmission system | |
Awaad et al. | Design of an adaptive overcurrent protection scheme for microgrids | |
RU2475918C1 (ru) | Способ передачи электрической энергии | |
Emhemed et al. | Protection analysis for plant rating and power quality issues in LVDC distribution power systems | |
RU118133U1 (ru) | Система передачи электрической энергии | |
US11303101B2 (en) | Device for preparing a high-voltage direct current transmission, converter station and energy providing system | |
Guardiola et al. | The why of adaptive protections in modern electrical networks | |
Enacheanu et al. | New control strategies to prevent blackouts: Intentional islanding operation in distribution networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151230 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180111 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181230 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191111 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201230 |