Баланс активной и реактивной мощностей

В электрических системах практически нет возможности аккумулировать электроэнергию в больших количествах. Поэтому в каждый момент времени мощность, которая вырабатывается источниками питания, должна полностью потребляться электроприемниками, т.е. в системе должен поддерживаться баланс мощностей.

Баланс активных мощностей в электросистеме:

где ∑РГ – суммарная активная мощность, вырабатываемая генераторами электростанций;

∑РП – суммарная мощность потребителей активной энергии;

∑РСН – суммарная мощность потребителей собственных нужд электростанций и подстанций;

∑РЛ, ∑РТ – суммарные потери активной мощности в линиях и трансформаторах.

Необходимую мощность генераторов системы определяют для режима наибольших активных нагрузок. Также в системе предусматривают резерв мощности, величина которого должна составлять не менее 10 % от необходимой по условию баланса мощностей генераторов.

Как известно, основными источниками реактивной мощности в электросистеме являются синхронные генераторы электростанций. Кроме них источниками реактивной мощности является используемые для КРМ конденсаторные батареи, синхронные двигатели в режиме перевозбуждения, синхронные компенсаторы, зарядная мощность ВЛЭП. Поэтому баланс реактивных мощностей:

где ∑QГ -- суммарная реактивная мощность генераторов электростанций;

∑QИ – суммарная реактивная мощность дополнительных источников;

∑QС – суммарная зарядная мощность линии.

Потери реактивной мощности в электросистеме значительно меньше потерь активной энергии. Основная часть этих потерь приходится на трансформаторные подстанции. Анализ показывает, что в системе, где обеспечивается баланс активных мощностей, в большинстве случаев наблюдается дефицит реактивной мощности, т.к. генератор, работая с номинальными коэффициентами мощности (), в состоянии покрыть лишь часть реактивной мощности потребителей. Изготавливать генераторы с низким экономически не выгодно и именно поэтому для покрытия реактивной мощности потребителей в системе необходимо устанавливать дополнительные источники реактивной мощности (компенсация).

Для нормальной работы системы необходим резерв не только активной, но и реактивной мощности. На электростанциях такой резерв достигается при недогрузке синхронных генераторов в нормальном режиме работы.

С балансом активной и реактивной мощностей в системе тесно связаны такие параметры режима как напряжение и частота. Причем баланс активных мощностей влияет в основном на изменение частоты в системе, а баланс реактивной мощности – на уровни напряжения в узловых точках.