Введение
1 Исследование особенностей построения интеллектуальных распределительных электрических сетей в системах электроснабжения городов. Постановка цели и задач исследования .. 12
1.1 Анализ мировых тенденций в области формирования и интеллектуализации распределительных сетей среднего напряжения 12
1.1.1 Мировой опыт эксплуатации, состояние и перспективы развития городских распределительных сетей 6-20 кВ 12
1.1.2 Анализ существующих схемно-топологических и технических решений 20
1.1.3 Технические и эксплуатационные проблемы существующих распределительных сетей 25
1.2 Анализ опыта применения напряжения 20 кВ для
электроснабжения крупных населенных пунктов и мегаполисов 34
1.2.1 Применение напряжения 20 кВ в России и в мире 34
1.2.2 Оценка оптимальности напряжения городской распределительной сети 37
1.2.3 Анализ потерь электроэнергии в сетях 6, 10, 20 кВ 39
1.2.4 Анализ режимов заземления нейтрали в сети 20 кВ 43
1.3 Разработка принципов формирования интеллектуальной городской распределительной сети 20 кВ 47
1.3.1 Требования к интеллектуальным городским распределительным сетям 47
1.3.2 Гексагональная топология интеллектуальной городской сети 50
Выводы по первой главе 51
2 Теоретические основы построения гексагональной распределительной сети, исследование свойств и режимов работы 52
2.1 Принципы построения гексагональной распределительной сети 52
2.2 Сравнительный анализ традиционной древовидной сети и гексагональной распределительной сети 55
2.2.1 Программная реализация математических моделей сетей различных топологий 56
2.2.2 Алгоритм модели формирования, расчёта и получения сравнительных характеристик электрических сетей 58
2.2.3 Анализ полученных результатов математической модели 64
2.3 Способ определения рационального расстояния между узлами нагрузки ГРС 68
2.3.1 Аналитический метод определения шага сети 68
2.3.2 Геометрический метод определения шага сети 74
2.4 Исследование нормальных и аварийных режимов работы электросетевого района, построенного по гексагональному принципу 77
2.5 Инженерная методика расчета тока короткого замыкания в ГРС 81
2.5.1 Задачи инженерной методики расчета ТКЗ 82
2.5.2 Алгоритм определения верхней границы ТКЗ 83
2.5.3 Экспериментальная проверка 88 Выводы по второй главе 90
3 Разработка электротехнических решений по организации гибкого функционирования сети 91
3.1 Схемотехнические решения формирования универсальных узлов нагрузки 91
3.1.1 Разработка универсальной электрической схемы узла нагрузки 91
3.1.2 Технико-экономическое сравнение разработанной схемы УН ГРС 20 кВ и типовой схемы существующего РП 10 кВ 94
3.2 Организация системы управления гексагональными сетями 97
3.2.1 Требования к системам автоматизации и управления интеллектуальными городскими сетями 98
3.2.2 Разработка прототипа системы управления ГРС 102
3.2.3 Структура интеллектуальной системы управления узла
нагрузки 113
3.3 Технологическая система преобразования сигналов тока и
напряжения 115
3.3.1 Анализ основных методов цифровой обработки сигналов 115
3.3.2 Практическое применение структуры узловой системы управления и оценки токов и напряжений в измерительных органах 118
3.4 Разработка алгоритмов оценки состояния интеллектуальной ГРС 119
3.4.1 Синхронизированные векторные измерения 120
3.4.2 Оценка состояния ГРС методом наименьших квадратов 121
3.4.3 Предварительная обработка данных на основе медианной фильтрации 124
Выводы по третьей главе 128
4 Разработка алгоритмов функционирования гексагональной распределительной сети 20 кВ 129
4.1 Классификация адаптивных алгоритов функционирования 129
4.2 Алгоритм переконфигурации ГРС в течение суток
4.2.1 Алгоритм поиска рационального разреза единой ГРС 130
4.2.2 Алгоритм переконфигурации, ориентированный на суточный график нагрузки
4.3 Автономный алгоритм принятия решения по оперированию присоединениями узла нагрузки при изменении динамики потребления... 135
4.4 Оценка основных видов и алгоритмов адаптивной релейной защиты ГРС абсолютной селективности 139
4.4.1 Алгоритм централизованной дифференциальной защиты ГРС 140
4.4.2 Алгоритм децентрализованной дифференциальной защиты ГРС 145
4.4.3 Имитационное моделирование ДЗЛ в программном комплексе PSCAD 148
Выводы по четвертой главе 151
Заключение 152
Библиографический список .
