Идентификация параметров воздушной линии 500_кВ и анализ бестоковой паузы в цикле ОАПВ по реальным архивам векторных измерений

Игорь Евгеньевич Иванов; Ярослав Александрович Умнов; Владимир Фёдорович Лачугин

doi:10.34831/EP.2023.1109.12.006

Идентификация параметров воздушной линии 500_кВ и анализ бестоковой паузы в цикле ОАПВ по реальным архивам векторных измерений

Игорь Евгеньевич Иванов, Ярослав Александрович Умнов, Владимир Фёдорович Лачугин

Аннотация

Верификация параметров расчётных схем замещения элементов электроэнергетической системы является известной задачей электроэнергетики. Паспорта воздушных линий (ВЛ) электропередачи не всегда способны отражать текущую конфигурацию ВЛ. Кроме того, известно, что параметры схем замещения (ПСЗ) ВЛ претерпевают вариации из-за изменения погодных условий и уровня мощности, передаваемой по ВЛ. Технология синхронизированных векторных измерений (СВИ) предоставляет широкие возможности для организации «пассивного эксперимента» – осуществления непрерывного расчёта ПСЗ ВЛ в различных электроэнергетических режимах. При этом на ВЛ 330_кВ и выше для устройств СВИ (УСВИ) используется информация о токах и напряжениях непосредственно с линейных (а не шинных, как это принято для УСВИ в сетях высокого напряжения) измерительных трансформаторов. Это позволяет обеспечить полноценный мониторинг однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ).

Проводится исследование возможности использования данных СВИ для идентификации отдельных ПСЗ ВЛ 500_кВ Тамань -- Кубанская, а также для анализа процессов, вызванных коротким замыканием (КЗ) на этой ВЛ с последующим успешным ОАПВ. Все расчёты и выводы формируются исключительно на основе реальных архивов данных, содержащих синхронизированные векторы напряжений и токов для режимов одностороннего включения ВЛ 500_кВ Тамань -- Кубанская, а также КЗ на этой ВЛ с успешным ОАПВ. В результате верифицированы ёмкостные проводимости прямой и нулевой последовательностей, а также индуктивное сопротивление прямой последовательности. Кроме того, построены и подробно проанализированы векторные диаграммы в режиме бестоковой паузы ОАПВ и рассмотрены критерии, позволяющие выполнить априорную оценку успешности ОАПВ по данным СВИ.

Ключевые слова

воздушная линия электропередачи, короткое замыкание, параметры схемы замещения, синхронизированные векторные измерения, холостой ход.

Полный текст:

PDF

Литература

Yuru, W. Optimal PMU design based on sampling model and sensitivity analysis [Text] / W. Yuru, Y. He, Q. Wei, L. Yilu, G. Shengyou // International Journal of Electrical Power and Energy System. – 2023. – Vol. 148. – (https: // doi.org / 10.1016 / j.ijepes.2023.109004).

Saadeh, M. A new approach for evaluation of the bus admittance matrix from synchrophasors (A statistical Ybus estimation approach) [Text] / M. Saadeh, R. McCann, M. Alsarray, O. Saadeh // Electrical Power and Energy Systems. – 2017. – Vol. 93. – P. 395 – 405.

Phadke, A.G. Synchronized Phasor Measurements and Their Applications [Text] / A. G. Phadke, J. S. Thorp. – New York: Springer, 2017. – 285 p.

Жуков, А.В. Развитие технологии синхронизированных векторных измерений в ЕЭС России [Текст] / А.В. Жуков, Д.М. Дубинин // Цифровая подстанция. – 2017. – № 8. – С. 24 – 33.

Aminifar, F. Synchrophasor Measurement Technology in Power Systems: Panorama and State-of-the-Art [Text] / F. Aminifar, M. Fotuhi-Firuzabad, A. Safdarian, A. Davoudi, M. Shahidehpour // IEEE Access. – 2013. – Vol. 2. – P. 1607 – 1628.

Иванов, И.Е. Анализ степени вариации параметров высоковольтных воздушных линий электропередачи [Текст] / И.Е. Иванов // Международный научно-исследовательский журнал. – 2018. – № 12. – С. 95–100.

Bartolomey, P.I. New information technologies for state estimation of power systems with FACTS / P.I. Bartolomey, S.A. Eroshenko, E.M. Lebedev, A.A. Suvorov [Text] // 2012 3rd IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT Europe). – 2012. – P. 1 – 8.

Bendjabeur, A. Novel technique for transmission line parameters estimation using synchronised sampled data [Text] / A. Bendjabeur, A. Kouadri, S. Mekhilef // IET Generation, Transmission & Distribution. – 2020. – Vol. 14, No. 3. – P. 506 – 515.

Asprou, M. Estimation of transmission line parameters using PMU measurements [Text] / M. Asprou, E. Kyriakides // IEEE Power & Energy Society General Meeting. – 2015. – P. 1 – 5.

Ritzmann, D. A method for accurate transmission line impedance parameter estimation [Text] / D. Ritzmann, P.S. Wright, W. Holderbaum, B. Potter // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. – 2016. – Vol. 65, No. 10. – P. 2204 – 2213.

Wu, Z. Simultaneous transmission line parameter and PMU measurement calibration [Text] / Z. Wu, L.T. Zora, A.G. Phadke // IEEE Power & Energy Society General Meeting. – 2015. – P. 1 – 5.

Kakovskii, S.K. Estimation of the transmission line parameters using a grid model [Text] / S.K. Kakovskii, A.A. Nebera, M.A. Rabinovich, P.N. Kazakov // Power Technology and Engineering. – 2016. – Vol. 50, No. 2. – P. 224 – 234.

Liao, Y. Online optimal transmission line parameter estimation for relaying applications [Text] / Y. Liao, M. Kezunovic // IEEE Trans. on Power Delivery. – 2009. – Vol. 24, No. 1. – P. 96 – 102.

Wehenkel, A. Parameter estimation of three-phase untransposed short transmission lines from synchrophasor measurements [Text] / A. Wehenkel, A. Mukhopadhyay, J.Y.L. Boudec, M. Paolone // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. – 2020. – Vol. 69, No.9. – P. 6143 – 6154.

Li, C. Measurement-based transmission line parameter estimation with adaptive data selection scheme [Text] / C. Li, Y. Zhang, H. Zhang, Q. Wu, V. Terzija // IEEE Trans. on Smart Grid. – 2018. – Vol. 9, No. 6. – P. 5764 – 5773.

Shi, D. Identification of short transmission-line parameters from synchrophasor measurements [Text] / D. Shi, D.J. Tylavsky, N. Logic, K.M. Koellner // 40th North American Power Symposium (NAPS). – 2008. – P. 1 – 8.

Бердин, А.С. Влияние погрешности измерений PMU при определении параметров схемы замещения ЛЭП [Текст] / А.С. Бердин, П.Ю. Коваленко, Е.А. Плесняев // Известия НТЦ Единой энергетической системы. – 2012. – № 66 (1). – С. 29 -- 38.

Хохлов, М.В. Погрешность определения параметров схемы замещения ЛЭП по синхронизированным векторным измерениям [Текст] / М.В. Хохлов // Электроэнергетика глазами молодёжи: научные труды IV Международной научно-технической конференции: сб. статей. – 2013. – Т. 1. – С. 579 – 583.

Kononov, Y.G. Identification of overhead-line parameters from PMU data with compensation of systematic measurement errors [Text] / Y.G. Kononov, O.S. Rybasova, K.A. Sidirov // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). – 2018. – P. 1 – 5.

Pegoraro, P.A.. Transmission line parameters estimation in the presence of realistic PMU measurement error models [Text] / P.A. Pegoraro, C. Sitzia, A.V. Solinas, S. Sulis // Measurement. – 2023. – Vol. 218. – (https://doi.org/10.1016/j.measurement.2023.113175).

Tuttelberg, K. Estimation of transmission loss components from phasor measurements [Text] / K. Tuttelberg, J. Kilter // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2018. – Vol. 98. – P. 62 – 71.

Об утверждении требований к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики [Текст]: приказ Министерство энергетики Российской Федерации от 13 февраля 2019 г. № 101. – 2019. – 36 с.

Иванов, И.Е. Идентификация параметров линий электропередачи различной конфигурации на базе данных СВИ [Текст] / И.Е. Иванов, А.В. Жуков, Д.М. Дубинин // Релейщик. – 2021. – № 2(40). – С. 20 -- 25.

Рыжов, Ю.П. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения [Текст] / Ю.П. Рыжов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 488 с.

Иванов, И.Е. Аналитическое определение параметров транспонированной линии электропередачи на базе синхронизированных векторных измерений [Текст] / И.Е. Иванов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2019. – № 1. – С. 30 -- 42.

Ivanov, I. Overhead Line Parameter Estimation Through Synchrophasor Data in Near Real-Time [Text] / I. Ivanov, D. Dubinin, A. Zhukov // 2nd International Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation (RPA). –2019. – P. 1 – 16.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.1109.12.006