Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Выбор параметров регулирования элементов многомашинной электроэнергетической системы с целью обеспечения статической устойчивости

Выбор параметров регулирования элементов многомашинной электроэнергетической системы с целью обеспечения статической устойчивости

Применение устройств продольной ёмкостной компенсации (УПК) на линиях электропередачи. Параметры регулирования УПК и автоматического регулирования возбуждения генераторов, при которых многомашинная электроэнергетическая система статически устойчива.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 15.04.2018
Размер файла 121,2 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУВО "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина"

Выбор параметров регулирования элементов многомашинной электроэнергетической системы с целью обеспечения статической устойчивости

Д.Н. Кормилицын, Ю.О. Чуркина

Иваново, Россия

Аннотации

Применение устройств продольной ёмкостной компенсации (УПК) на дальних линиях электропередачи увеличивает пропускную способность таких линий, оказывает положительное влияние на апериодическую статическую и динамическую устойчивость, однако при большой степени компенсации может приводить к колебательному нарушению статической устойчивости электроэнергетической системы. Необходимо получить методику совместного определения значений параметров регулирования УПК и АРВ, при которых многомашинная электроэнергетическая система является статически устойчивой. Использовались метод D-разбиения по двум параметрам и графо-аналитический метод. Определены диапазоны изменения параметров регулирования УПК и АРВ для исходного рабочего режима и выявлена тенденция изменения области устойчивости в координатах настроечных параметров АРВ. Предложена методика совместного получения возможных настроечных параметров УПК и АРВ, при которых наблюдается положительное влияние на исследуемую электроэнергетическую систему при осуществлении регулирования с помощью этих устройств.

Ключевые слова - управляемые устройства продольной компенсации, области устойчивости, статическая устойчивость.

Application of series compensators at long-distance power transmission lines increases the transmission line capacity, makes positive impact on aperiodic steady-state and transient stability but they may cause electrical power system oscillatory instability in case of big compensation ratio. It is necessary to obtain a methodology for joint determination of controlled series capacitors and AEC regulation parameters values, when the multi-generator electric power system is statically stable. Two parameter D-composition method and semi graphical method were used. The ranges of controlled series capacitors and AEC regulation parameters values for the initial operating mode have been determined. A technique is proposed for joint obtaining of possible controlled series capacitors and AEC regulation parameters values, under which a positive effect on the electric power system is observed.

Keywords - controlled series compensators, stability ranges, steady state stability.

Введение

С целью повышения пропускной способности дальних линий электропередачи сверхвысокого напряжения в них включаются устройства продольной ёмкостной компенсации (УПК). Также включение УПК положительно влияет на статическую апериодическую и динамическую устойчивость электроэнергетической системы. Однако, увеличение степени компенсации может приводить к колебательному нарушению устойчивости. Компенсация более чем 50% индуктивного сопротивления передачи приводит к самораскачиванию системы и самовозбуждению машин [1].

Математическая модель

Исследование проведено на примере изолированной двухмашинной ЭЭС (Рис.1). Система включает в себя две электрические станции (на каждой установлено 8 генераторов мощностью 300 МВт), связанные между собой линией напряжением 500 кВ длиной 500 км. В середине линии установлено управляемое УПК; для снижения уровня напряжения на его выводах установлены шунтирующие реакторы. Станции работают на общую нагрузку. Схема замещения исследуемой ЭЭС представлена на рис.2.

Рис.1 - Исследуемая ЭЭС

Рис.2 - Схема замещения исследуемой ЭЭС

Математическая модель исследуемой ЭЭС представляет собой систему следующих дифференциально-алгебраических уравнений:

1. Электромагнитные переходные процессы в эквивалентном генераторе представлены системой уравнений Парка-Горева; уравнения записаны в системе координат di-qi синхронной машины, вращающейся со скоростью щi, где i - номер эквивалентного генератора.

2. Электромеханические переходные процессы описаны уравнением движения ротора эквивалентного генератора.

3. Электромагнитные переходные процессы в элементах электрической сети (трансформаторах, линии, реакторах) представлены дифференциальными уравнениями на основе законов коммутации; уравнения записаны в системе координат d0-q0, вращающейся с синхронной скоростью щ0 и принятой за опорную.

4. Алгебраические уравнения баланса токов в узлах электрической сети.

5. Уравнения законов регулирования АРВ эквивалентных генераторов.

6. Уравнение регулирования сопротивления УПК.

7. Уравнения, описывающие процессы в эквивалентных генераторах, записаны в системах координат d1-q1 иd2-q2, вращающихся со скоростями щ1 и щ2 соответственно. При этом процессы во всех остальных элементах сети описаны уравнениями, записанными в системе координат d0-q0. Для корректного моделирования переходного процесса в исследуемой системе также записаны уравнения связи систем координат синхронных машин с системой координат, принятой за опорную (Рис.3).

Рис.3 - Связь систем координат

Регулирование возбуждения эквивалентных генераторов станцийосуществляется по отклонению напряжения и по первой и второй производным угла положения ротора генератора по выражению (1).

(1)

где ?Eqe - изменение установившейся ЭДС,

K0 - коэффициент регулирования по отклонению напряжения на шинах генератора,

UГ, UГ0 - фактическое напряжение на шинах генератора и уставка АРВ соответственно,

K1д, K2д - коэффициенты регулирования по первой и второй производным угла положения ротора генератора соответственно,

д - угол положения ротора генератора,

p - обозначение оператора дифференцирования.

Регулирование сопротивления УУПК производится в зависимости от полного тока линии в соответствии с выражением (2), предложенным ранее [2].

(2)

где I ток через УПК,

ХУПК (I) сопротивление УПК,

К1УПК, К2УПК - коэффициенты регулирования УПК.

В законе регулирования УПК коэффициент К1УПК определяет степень компенсации в рассматриваемом исходном режиме, коэффициент К2УПК - крутизну зависимости емкостного сопротивления УПК от полного тока линии. Использование данной характеристики не приводит к нарушению колебательной статической устойчивости в диапазоне возможных рабочих режимов при степенях компенсации, применяемых в практике эксплуатации ЭЭС [3].

Вычислительный эксперимент

Для определения значений коэффициентов регулирования АРВ сильного действия, при которых не происходило бы колебательного нарушения устойчивости режима ЭЭС, проведен вычислительный эксперимент. По результатам эксперимента построены области устойчивости в координатах параметров регулирования АРВ.

Эксперимент проведен для различных законов регулирования УПК, определяемых коэффициентами регулирования К1УПК и К2УПК. При фиксации одного из коэффициентов регулирования АРВ (K1д) и изменении второго (K2д) построен график изменения взаимного угла во времени при небольшом набросе мощности турбины. Вывод об устойчивости режима производится по характеру протекания переходного процесса (Рис.4 - Рис.7).

Рис.4 - Изменение взаимного угла во времени (режим статически устойчив, параметры дальше от границы устойчивости)

Рис.5 - Изменение взаимного угла во времени (режим статически устойчив, параметры ближе к границе устойчивости)

Рис.6 - Изменение взаимного угла во времени (граница устойчивости)

Рис.7 - Изменение взаимного угла во времени (режим статически неустойчив)

Результаты

Для построения области устойчивости в координатах коэффициентов регулирования по производным угла АРВ проведен вычислительный эксперимент. Для каждой комбинации коэффициентов рассчитан переходный процесс при малом возмущении. По характеру переходного процесса сделан вывод о том, является ли система устойчивой при данных значениях настроечных параметров. Таким образом, произведено построение областей устойчивости при разной крутизне характеристики XУПК=f (IУПК) (Рис.8).

Видно, что при увеличении крутизны зависимости XУПК=f (IУПК) (то есть при увеличении коэффициента К2УПК) область устойчивости уменьшается.

линия электропередача статистический устойчивый

Рис. 8 - Области устойчивости: 1 - K2УПК=0; 2 - K2УПК=2; 3 - K2УПК=4

Для правильного выбора коэффициентов регулирования управляемых устройств необходимо произвести расчеты для всех возможных режимов рассматриваемой электропередачи.

Таким образом, отрицательное влияние управляемой продольной емкостной компенсации на колебательную устойчивость электроэнергетической системы можно устранить путем правильного выбора значений настроечных параметров АРВ сильного действия генераторов электрических станций, входящих в систему. При этом регулируемые устройства оказывают влияние друг на друга: область устойчивости в координатах коэффициентов регулирования АРВ тем меньше, чем больше регулирующее воздействие со стороны УПК.

Список литературы

1. В.А. Веников, Н.Д. Анисимова, А.И. Долгинов Самовозбуждение и самораскачивание в электрических системах. - М.: Высшая школа, 1964 г.

2. Мартиросян, А.А. Повышение устойчивости электроэнергетических систем с применением регулируемой продольной компенсации: дис… канд. техн. наук: 05.14.02: защищена 28.06.09: утв.10.09.09/Мартиросян Акоп Арамаисович. - Иваново, 2009. - 146 с.

3. Москвин, И.А. Колебательная статическая устойчивость электроэнергетической системы с межсистемной связью, содержащей регулируемое устройство продольной компенсации / И.А. Москвин // Вестн. ИГЭУ. 2013. Вып.5. - С.46-50.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены