Структурная схема объекта. (Лекция 5) презентация

Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах ЛЕКЦИЯ 5 Структурная схема объекта Формирование сигналов регулирования Структурная схема САРВ Характеристическое уравнение и его коэффициенты Области колебательной устойчивости Динамическая устойчивость

Структурная схема для исследования статической устойчивости

Структурная схема простейшей регулируемой энергосистемы

Алгоритм регулирования

Входные сигналы системы регулирования

Структурная схема системы регулирования

Коэффициенты характеристического уравнения

Качественная иллюстрация влияния алгоритма канала регулирования напряжения на области колебательной устойчивости генератора

Предельно допустимые коэффициенты усиления по отклонению напряжения

Общие положения теории динамической устойчивости Статическая устойчивость – необходимое, но недостаточное условие функционирование ЭЭС Более реальны возмущения большой амплитуды (КЗ, вкл/откл крупной нагрузки, линий и т.д.) однофазное КЗ 0,12 сек. и откл. фазы на 1 сек. (цикл ОАПВ) двухфазное на землю КЗ 0,12 сек. и откл. ЛЭП на 0,5 сек. Трехфазное – самое простое для расчетов, мощность генератора равна нулю Для несимметричных КЗ – эквивалентные шунт и эдс

ЗАДАЧИ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Схема рассматриваемой ЭЭС Простейшая система «машина-линия-ШБМ» Характеристика мощности генератора

СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

Уравнение движения ротора и «простой переход» Уравнение движения ротора генератора При PT > P ротор ускоряется, PT < P – тормозится Угол d не изменяется скачком ни при каких изменениях схемно-режимных условий Простой переход – процесс, возникающий вследствие однократного неустранимого изменения схемно-режимных условий Абстракция как и «малое возмущение»

Характеристики мощности в простом переходе Нормальный / аварийный (откл.цепи ЛЭП) режимы

Анализ протекания переходного процесса Отключение одной цепи – увеличение экв.инд.сопр. Уменьшение характеристики мощности Небаланс мощности на валу агрегата – ротор получает положительное ускорение (отрезок «bc») За счет инерции (TJ) проскакивает точку «с» Далее ротор тормозится (отрезок «cd») и после нескольких периодов колебаний возвращается в точку «с» Точка «с» – более тяжелый режим с меньшим запасом статической устойчивости

Работа сил ускорения и торможения Работа сил – произведение мощности на путь Энергия запасаемая ротором в процессе ускорения (фигура «abca») или торможения (фигура «cdec») Критерий динамической устойчивости – правило площадей

Пример устойчивого / неустойчивого перехода

Общий случай расчетов динамической устойчивости Реальный расчетный случай – К(1) или К(1,1) При К(1,1) посадки напряжения в сети чрезвычайно велики Последующее отключение цепи ЛЭП Т.о., рассматривается три режима при аварии нормальный режим (две цепи ВЛ в работе) аварийный режим К(1,1) послеаварийный режим (отключена одна цепь) В приближенных расчетах значения шунтов выбираются для обеспечения посадки напряжения на 30, 60 и 100%

Характеристики мощности для НР, АР и ПАР

Правило площадей для НР, АР и ПАР Общие выражения для площадок ускорения и торможения Равенство площадок и доп.преобразования дают (при постоянстве ускоряющей мощности DPср) где

Применение правила площадей для анализа динамической устойчивости генератора Ускорение ротора

АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ ПРИ ПРЕДЕЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ОТКЛЮЧЕНИЯ КЗ

Времена отключения коротких замыканий Нормативные времена отключения 220 кВ 0,16 сек. 330, 500 кВ 0,12 сек. 750 кВ 0,1 сек. 1150 кВ 0,08 сек. Минимальные времена с учетом современных технических средств (релейная защита + выключатель) – 0,05-0,06 сек.

Меры повышения динамической устойчивости (1) Сокращение времени отключения КЗ Электрическое торможение (последовательное / параллельное) генератора Отключение нагрузки Отключение генераторов Воздействия в УПК

Меры повышения динамической устойчивости (2) Автоматическое повторное включение снижение тока подпитки дуги до 50-70 А происходит за 0,2-0,4 сек. важна проверка цикла ОАПВ (РЗ+выключатель, дуга, обратная подготовка к включению) Регулирование мощности турбины каскады крупных ГЭС ОЭС Северо-Запада – Путкинская (г.Кемь) в Карелии, Княжегубская ГЭС за Полярным кругом ОЭС Центра – каскад Волжских ГЭС экономическое стимулирование за счет увеличения закупочных цен на эл/эн быстрые парогазовые установки (типа СЗ ТЭЦ)

ВЛИЯНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ И ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ЗАЩИТ

ВЛИЯНИЕ АВАРИЙНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИН

Расчеты динамической устойчивости в реальных ЭЭС Extended Equal Area Criteria (EEAC) эквивалентирование реальной модели ЭЭС до простейшей системы «машина-шины» рассмотрение правила площадей Аналитических методов исследования нелинейных систем а-ля ЭЭС на данный момент не существует Численное моделирование переходных процессов с учетом выполняемых коммутаций, ограничений и пр. в проектных организациях – программа МУСТАНГ-95 кафедра «ЭСиС» – модели ЭЭС на основе объектно-ориентированного языка моделирования динамических систем Modelica (реализованное на основе программы Dymola)

Пример расчета динамики крупного транзита

Спасибо за внимание!!! Адрес в Интернет: