Abstract
The aim is to manage the transmitted reactive power in electrical grids using variable capacitor batteries according to the criterion of minimum energy loss under different annual reactive load schedules and different numbers of variable capacitor sections. The main theoretical relations were obtained by the methods of mathematical modelling and integral calculus using the theory of optimal control. The influence of the power and number of sections in a capacitor battery on energy losses in the grid was estimated using computational experiments. Dependencies for energy losses in a capacitor battery, as well as for reducing energy losses in the grid, were obtained. These expressions are valid for linearized load schedules. It is shown that the dependences of energy losses in a capacitor battery and the reduction of losses in the grid on the section power have inflection points and pass through a maximum. The presence of inflection points is associated with a change in the number of capacitor sections operating throughout the year. The presence of a maximum is explained by the fact that, with an increase in the power of the capacitor battery, its operating time decreases under the complete number of variable sections. It is established that the batteries of static capacitors with two variable sections can reduce energy losses when transmitting reactive power by over 90%. For three- and four-section static capacitors, the loss reduction is close to 100%. The reduction in energy losses increases when approaching maximal levels of annual reactive load. Energy losses in electrical grid systems can be reduced by capacitor batteries with no more than three or four variable sections. In most cases, this can be achieved by two-section capacitor batteries.
Highlights
ВВЕДЕНИЕ Компенсация реактивной мощности представляет собой одно из наиболее эффективных мероприятий по снижению потерь энергии в электрических сетях8 [1,2,3,4,5,6]
Аналитический обзор, представленный в работе [19], можно рассматривать как универсальный источник информации по методам оптимального распределения реактивной мощности
Information about the article The article was submitted 19.10.2021; approved after reviewing 25.11.2021; accepted for publication 28.12.2021
Summary
В таблице представлены результаты расчета максимального снижения потерь δWотн,max при разном времени использования максимума реактивной нагрузки Tmax,Q и при различных числах секций. Предельное значение Tmax,Q 8760 ч не рассматривалось, так как при этом график нагрузки становится равномерным, и БСК будет работать без регулирования. Зависимость снижения потерь энергии в сети от мощности БСК с учетом регулирования проходит через максимум, причем мощность БСК в точке максимума не достигает наибольшей мощности нагрузки. Что полная компенсация реактивной мощности нецелесообразна даже в тех случаях, когда собственные потери в БСК малы, а ее стоимость по тем или иным причинам можно не учитывать. 2. БСК с двумя секциями позволяют снизить потери энергии на передачу реактивной мощности на 90% и более почти при любых графиках нагрузки. Для снижения потерь энергии требуется не более трех-четырех секций, а в большинстве случаев достаточно одной-двух секций. Большее число секций оправданно только в тех случаях, когда это необходимо для регулирования напряжения
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
