Ячеистая сеть (источник питания)
Ячеистая сеть представляет собой особую форму силовой сети в электроэнергетике , которая определяется в топологии с большим количеством узлов и сеток . Ячеистые сети обычно имеют несколько точек питания, таких как электростанции , и распределяют электрическую энергию через несколько соединительных линий, таких как воздушные линии , отдельным потребителям.
Примером ячеистой сети является взаимосвязанная сеть на уровне передающей сети . Ячеистые сети также используются в меньшей степени на уровне среднего напряжения и в распределительных сетях 110 кВ. Обширные низковольтные сети, особенно в городских районах, в исключительных случаях также могут быть спроектированы как ячеистая сеть с одним или несколькими источниками питания.
генеральный
При соответствующей конструкции ячеистая сеть обеспечивает высочайшую безопасность энергоснабжения по сравнению с другими сетевыми топологиями, такими как радиационная сеть и кольцевая сеть , но ее сложнее настроить и использовать. Потребители, например, отдельные подчиненные подстанции в высоковольтной сети, всегда получают питание в ячеистых сетях с двух или более сторон и от двух или более точек питания.
Mesh-сети требуют комплексной защиты энергосистемы и таких средств, как дистанционные реле для обнаружения ошибок, чтобы не только распознавать, но и определять место повреждения в сети. При нормальной работе потоки мощности от генераторов, таких как электростанции, к потребителям на различных отдельных соединительных линиях в ячеистой сети должны поддерживаться в пределах соответствующих максимально допустимых пределов нагрузки, в дополнение к соблюдению правила N-1 .
Контроль потока нагрузки
Мощности потоков отдельные линии управляются в ячеистых сетях путем воздействия на напряжение узла, который может влиять на реактивной мощности протекает независимо от активной мощности . Такая возможность существует только для электрических сетей, работающих от переменного напряжения. Из соображений эффективности трехфазное переменное напряжение обычно выбирается в контексте трехфазной передачи высокого напряжения . При постоянном напряжении, как и в случае с высоковольтной передачей постоянного тока (HVDC), нет доступной реактивной мощности, поэтому системы HVDC используются только для прямого подключения конечных точек и не могут образовывать пространственно разветвленные ячеистые сети.
Переменные напряжения отдельных узлов в ячеистой сети могут, с одной стороны, регулироваться напрямую через электростанции, с другой стороны, на них можно косвенно влиять, управляя потоками реактивной мощности на подстанциях . В электросети доступны следующие методы:
- в электростанциях непосредственно на синхронных генераторах путем изменения магнитного возбуждения
- Ступенчатые переключатели для силовых трансформаторов, которые можно переключать без прерывания под нагрузкой , также известное как последовательное регулирование
- Использование фазосдвигающих трансформаторов на отдельных линиях, также известное как перекрестное регулирование
- Автономные синхронные генераторы, которые работают с переменным возбуждением без механической нагрузки и устанавливаются в качестве вращающегося фазовращателя в выбранных узлах - обычно более крупных подстанциях.
- Системы силовой электроники, такие как Гибкая система передачи переменного тока (FACTS)
- статическая компенсация реактивной мощности с использованием последовательных и параллельных реакторов и конденсаторных батарей в параллельном или последовательном соединении.
В рамках директивы по среднему напряжению небольшие и децентрализованные генерирующие установки, такие как ветряные турбины, также должны иметь возможность подавать индуктивную или емкостную реактивную мощность в сеть в определенной степени по запросу оператора сети - это технически реализуется с использованием соответствующих инверторов с интерфейсами данных для дистанционного управления.
литература
- Адольф Дж. Шваб: электроэнергетические системы . Производство, транспортировка, передача и распределение электроэнергии. 2-е издание. Springer, 2009 г., ISBN 978-3-540-92226-1 .