Оптимизация распределения реактивных мощностей в системе, подобно распределению активных мощностей, осуществляется и с помощью задания оптимальных графиков электростанциям и путем установки источников реактивной мощности вблизи потребителей.
Рассмотрим процесс передачи электроэнергии от источника Я к потребителю П по простейшей сети, имеющей параметры R и X (рис. 16). Потери активной и реактивной мощностей в такой сети при передаче энергии потребителю, имеющему источник реактивной мощности (КУ), определяются зависимостями:
В больших электрических системах задача экономически целесообразного размещения источников реактивной мощности решается с использованием принципа декомпозиции. Система в этом случае рассматривается в двух уровнях: первый уровень — это питающие сети 110 и более кВ, второй уровень— это распределительные сети 6 . . . 35 кВ (рис. 17), которые представляются в виде множества подсистем, непосредственно не связанных между собой, но влияющих друг на друга. Решение производится в два этапа.
На первом этапе решается задача баланса реактивной мощности питающей сети системы, где распределительные сети (подсистемы) представляются эквивалентными сопротивлениями и нагрузками, подключенными к узлам питающей сети. Определяется суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств питающей сети, отвечающая условию баланса реактивных мощностей в системе (32):
(36)
где Qks = QK + Qny — суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств, Мвар.
Таким образом находится минимально необходимая мощность компенсирующих устройств для обеспечения нормального режима работы сети.
Затем располагаемая реактивная мощность, питающей сети распределяется между подсистемами с тем, чтобы потери активной мощности при этом были минимальными:
(37)
где Qai . . Qai — экономически целесообразные реактивные мощности, передаваемые подсистемам в часы максимальной нагрузки, Мвар.
На втором этапе расчета решается задача определения суммарной реактивной мощности компенсирующих устройств для каждой распределительной сети (подсистемы) с учетом полученных на первом этапе расчета результатов:
(38)
где Qi-..Qi — реактивные мощности распределительных сетей (подсистем) (t=l...i)-
Далее производится оптимальное распределение мощности компенсирующих устройств подсистем на напряжениях до 1000 В и свыше с учетом реактивной мощности, получаемой от синхронных двигателей:
где QHKi — мощность компенсирующих устройств, размещаемых в сети до 1000 В, /-й подсистемы, Мвар ; QBni — мощность компенсирующих устройств, размещаемых в сети 6... ...35 кВ, /-й подсистемы, Мвар; Qcni — реактивная мощность синхронных двигателей, установленных в i-я подсистеме, Мвар.
При выборе компенсирующих устройств нужно учитывать режимы работы системы в целом, поскольку ее рассмотрение по отдельным частям может привести к ложной оценке достаточности реактивной мощности в системе. Кроме того, при решении задачи оптимального распределения реактивной мощности следует руководствоваться общими положениями:
1. передача реактивной мощности из сетей других напряжений неэкономична;
2. передача реактивной мощности на большие расстояния экономически не оправдывается;
3. установка источников реактивной мощности желательна как можно ближе к месту ее потребления;
4. примерно 15...20% реактивной мощности системы генерируется в электроустановках потребителей, а остальная вырабатывается источниками системы.
