Режими роботи когенераційної електростанції 5 МВт у складі ПрАТ «Львівобленерго»
Автор: Синявський Олег Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Кваліфікаційна робота присвячена комплексному дослідженню режимів роботи електричних розподільчих мереж середнього класу напруги (6–10 кВ) із застосуванням сучасних програмних засобів моделювання та оцінкою впливу під’єднання когенераційних установок (КГУ) на показники роботи мережі. Актуальність дослідження зумовлена зростанням електричних навантажень, децентралізацією генерації, розвитком розподілених джерел енергії та необхідністю підвищення стійкості енергопостачання в умовах післявоєнного відновлення інфраструктури України. Особливої ваги набувають питання коректного режимного аналізу, забезпечення нормативних рівнів напруги, зниження втрат та підвищення надійності роботи як магістральних, так і розподільчих мереж. Об’єктом дослідження є електрична розподільча мережа 6–10 кВ, яка включає повітряні та кабельні лінії, трансформаторні підстанції та навантаження різної категорії. Предметом дослідження є режими роботи мережі 6–10 кВ у нормальних, післяаварійних та нерівномірно навантажених умовах, перерозподіл потоків потужності, рівні напруги, втрати електроенергії та вплив на мережу приєднаних місцевих джерел, зокрема когенераційних установок. Метою роботи є підвищення ефективності та надійності функціонування електричних мереж 6–10 кВ шляхом моделювання їх режимів у програмному середовищі DAKAR, оцінки впливу на мережу КГУ, визначення оптимальної структури живлення та режимів роботи для зниження втрат і забезпечення нормативних параметрів електроенергії. У роботі проведено аналіз вихідних технічних і топологічних даних, сформовано математичну модель розподільчої мережі з урахуванням електричних параметрів ліній, трансформаторів та навантаження споживачів. За допомогою програмного комплексу DAKAR виконано обчислення усталених режимів у різних характерних точках добового графіка навантаження, включно з максимальним і мінімальним навантаженням, а також змодельовано низку післяаварійних режимів: відключення секції шин, вихід із роботи живильної лінії, перевантаження трансформатора та асиметричні режими. Окремий розділ присвячено включенню в структуру мережі когенераційної установки (КГУ). Розглянуто алгоритм її моделювання, особливості режимів роботи у паралелі з мережею, вплив на рівні напруги в точці приєднання та сусідніх вузлах, вплив на перетоки активної й реактивної потужності. Показано, що правильно інтегрована КГУ дозволяє зменшити навантаження на живильні лінії, покращити напругу на кінцевих ділянках мережі, забезпечити зниження втрат потужності та підвищення надійності електропостачання споживачів. У ході дослідження отримано числові результати, які охоплюють значення напруг у вузлах мережі, струмові навантаження на лініях і трансформаторах, активні та реактивні втрати. Проведено порівняльний аналіз режимів до та після підключення КГУ. У мінімальних режимах виявлено, що генерації більша ніж навантаження може призводити до підвищення напруги, що потребує коригування роботи регулювальних пристроїв трансформаторів. У максимальних режимах встановлено, що КГУ може виступати ефективним джерелом покриття пікових навантажень, зменшуючи завантаження критичних елементів мережі. Результати роботи показали, що оптимізація режимів роботи мереж 6–10 кВ можлива як на основі зміни їх топології (перерозподіл навантаження, перемиканя секцій), так і за рахунок модернізації елементів (збільшення перетину ліній, вибір трансформаторів більшої потужності, встановлення компенсувальних пристроїв). Підключення КГУ підтвердило свою ефективність як одного з інструментів зниження втрат та підвищення стійкості мережі, за умови дотримання правил паралельної роботи та належної організації системи керування. Практичне значення роботи полягає у можливості використання отриманих результатів при плануванні реконструкції мереж 6–10 кВ, формуванні режимів роботи районних електричних мереж, оптимізації схем живлення промислових та комунальних споживачів, а також при техніко-економічному обґрунтуванні введення локальних джерел генерації, зокрема когенераційних установок.