Исследование модели повышения энергетической эффективности системы собственных нужд трансформаторной подстанции

Снижение расхода электрической энергии на собственные нужды (СН) трансформаторных подстанций (ПС) является актуальной задачей. В представленной работе с помощью методов анализа и синтеза работы силового электрооборудования, методов оптимизации разработана и исследована модель снижения расхода электроэнергии на СН подстанции Сибирского региона. Данный регион характеризуется продолжительным отопительным сезоном. Комплексная модель снижения расхода электроэнергии на СН ПС состоит из следующих составляющих: интеллектуальной системы управления охлаждением автотрансформаторов (АТ) подстанции и системы рекуперации электрических потерь АТ. Разработанная адаптивная система с использованием искусственной нейронной сети включает частотно-регулируемый электропривод и позволит осуществить оптимальное управление системой охлаждения АТ, а также даст возможность повысить энергетическую эффективность работы оборудования для обеспечения СН ПС. Кроме того, интеллектуальная система управления охлаждением АТ напрямую совмещена с установкой рекуперации тепла, выделяемого АТ. В качестве базового объекта рассмотрена подстанция 500 кВ, в составе которой присутствует шесть силовых автотрансформаторов. Электрические потери АТ использованы в данной модели для целей отопления нескольких зданий подстанции. Предложена система утилизации электрических потерь, выделяемых в виде теплоты масла автотрансформатора, которая состоит из теплообменника, теплового насоса, соединительных трубопроводов и системы управления. Исследование модели показало, что тепловая энергия электрических потерь автотрансформаторов может успешно использоваться для замещения тепловой мощности электрокотлоагрегатов обогрева зданий подстанции, что позволит снизить потребление электрической энергии на собственные нужды ПС. Исследование также показало, что для каждой конкретной ПС необходимо адаптировать модель в зависимости от её входной информации: климата, удалённости потребителей от АТ, мощности отопления, объёма потребления горячей воды, загрузки АТ и других факторов. Также разработанная комплексная модель даст возможность поддерживать заданный температурный режим работы оборудования при минимальном расходе электроэнергии на охлаждение.