Диссертация (1143218), страница 38
Текст из файла (страница 38)
М.И. Калинина, ныне ФГАОУ ВО«СПбПУ»)РагозинымАлександромАфанасьевичем,научнымруководителем автора по кандидатскому диссертационному исследованию. Впоследующем эта теория была развита автором и аспиранткой ЗахаровойЕленой Вячеславовной [87-90] (научный руководитель Попов М. Г.) сформулированием важных тезисов о применимости упрощенных моделей(Uf = const)дляпредварительнойоценкиграницколебательнойустойчивости.Дальнейшееразвитиеструктурногоподходаприменительнокформулированию критериев оценки устойчивого состояния ЭЭС и синтезу наихосновесовременныхсредствпротивоаварийногоуправленияпротяженными объединениями выполнено в настоящем разделе диссертации.271Благодаря многочисленным расчетным и экспериментальным исследованиямавтора в публикациях [146-150] был сформулирован критерий экспрессоценки неасимптотической (колебательной) устойчивости объединенныхэнергосистем различной структуры (рисунки 5.13 – 5.15, их описание данониже).
В основе данного критерия лежит контроль произведения корнейхарактеристического уравнения маловозмущенного состояния объединеннойэлектроэнергетическойсистемы.Вследствиеограниченийпообъёмуописание линеаризованных дифференциально-алгебраических уравненийслабовозмущённого состояния ЭЭС в диссертации не приводится. Этиуравнения и описание методики исследования можно в полном объеме найтив публикациях автора [133-160] и соответствующей литературе.
Здесь жеприводятсяисследованиюосновныерезультатыхарактерныхчисленныхпризнаковэкспериментовнарушенияпоустойчивостивэнергосистемах определённой структуры с целью последующего синтезасовременныхсредствпротивоаварийнойавтоматикипредотвращениянарушения устойчивости межсистемных линий электропередачи.5.4.1. Исследование характерных признаков нарушения устойчивостиобъединенных энергосистем различной структурыИсследованиеустойчивостивыполненодляструктурныхсхемцепочечной и кольцевой электропередачи (рисунки 5.13 – 5.15) при вариациижесткости и установленных мощностей эквивалентных энергосистем. Нарисунках показаны предельные по условиям сходимости режимы, параметрыэлементов схем цепочечной и кольцевой структур указаны для каждогокласса напряжения в приведенных единицах по отношению к базисноймощности Sбаз = 10000 МВА.
Величина и направление обменной мощностизадавались снижением объема генерации в приемной части энергосистемыпри сбалансированной нагрузке промежуточных энергосистем.2720,1423-j0,04120,1693+j0,01730,3648+j3,6480501500 кВ0,3648+j3,6480502500 кВj0,10920+j0,86670+j0,26000,46000+j0,86670,4600220 кВ201220 кВ0,46002020+j0,35710+j0,35710+j0,35710+j0,31250,06510,00190,06510,00190,06511014010,4 кВГ10+j0,48004110,4 кВ0,4 кВ402активные и индуктивные сопротивления линииj0,1092;емкостная проводимость линии1034124030,4 кВГ30,9893+j0,62640,4100+j0,20000,02544130,4 кВ0,4100+j0,2000b=-0,02880,3648+j3,64800,00190+j0,24000,3000+j0,10000,1750+j0,0750b=-0,12000+j0,250015,75 кВ0,5000+j0,29630,2000+j0,10000,02540,0750+j0,05000,4 кВГ20+j0,34280,1077+j0,08750,025410215,75 кВ203220 кВ0+j0,357115,75 кВ503500 кВj0,1092b=-0,1504проводимость эквивалентной;батареи конденсаторовb0+j0,8667активные и индуктивные сопротивления трансформатора0,4600коэффициент трансформации трансформатора.Рисунок 5.13 – Расчетная схема эквивалентной трёхмашинной схемы объединеннойэнергосистемы цепочечной структуры0,0574-j0,0194I0,0827-j0,0688302330 кВj0,00990+j0,65000+j2,60000,3485110 кВ0,3485110 кВ1120+j0,35710+j0,35710+j0,41670,13020,00190,130210215,75 кВII4020,4 кВ0,4 кВ4010,5000+j0,30890,2000+j0,08200,02544110,4 кВ0,6979+j6,9789j0,00990,3000+j0,12000,3000+j0,12000,6979+j6,97890,0j0,0099b=0,15000,0731-j0,0413304330 кВj0,00990+j0,86670+j2,60000,34850,3485113110 кВ0,0751+j0,02110,6979+j6,97890,6979+j6,9789303330 кВ0,1031+j0,0658b=0,05000,6979+j6,9789305330 кВj0,00990+j0,52000,3485110 кВ0,3485115110 кВ0+j0,35710+j0,35710+j0,41670+j0,35710+j0,41670+j0,35710,13020,00190,13020,00190,13020,001915,75 кВ0+j0,34280,02540,4 кВ1030,4 кВ40315,75 кВГ30,5000+j0,28520,2000+j0,08204130+j0,34280,02540,4 кВ0,3000+j0,12001040,4 кВ404Г40,5000+j0,29250,2000+j0,08204140+j0,34280,02540,4 кВj0,0099активные и индуктивные сопротивления линииемкостная проводимость линии0+j0,8667активные и индуктивные сопротивления трансформатора0,3485коэффициент трансформации трансформатора0,001915,75 кВ106Г54150+j0,24000,02540,4 кВ0,4 кВ406Г60,9981+j0,53570,4050+j0,18504160,4050+j0,1850b=0,1900b;0+j0,35710,13024050,5000+j0,29610,2000+j0,0820b=0,0500b=0,05000,6979+j6,97890,4 кВ1160+j0,16670,3000+j0,12000,3000+j0,1200b=0,150010515,75 кВ306330 кВj0,00990+j2,6000114110 кВ865j0,01+703940,1j0,00+130,14120,4 кВ0,0019101Г10+j0,34280,3599+j0,24700,2000+j0,08201110+j0,357115,75 кВГ20+j0,34280,0254731-j0,0413301330 кВ0,6979+j6,9789проводимость эквивалентной;батареи конденсаторов0,0827-j0,0688;0,0731-j0,0413обменная мощность (контролируемое сечение I) ;обменная мощность (контролируемое сечение II) .Рисунок 5.14 – Расчетная схема эквивалентной шестимашинной схемы объединеннойэнергосистемы кольцевой структуры0,0703-j0,00410,1008+j0,03510,7296+j7,29600,7296+j7,2960500 кВ5010+j0,8667220 кВ2010+j0,35710,06510,00190,4 кВ0,4 кВ0+j0,35710,06510,06510,0019401Г10,1797+j0,06190,0750+j0,05000+j0,34284110,02540,4 кВ0,4 кВ402Г20,5000+j0,15760,2000+j0,100041215,75 кВ0+j0,34280,02540,4 кВb=0,12000,7296+j7,2960j0,05461030,4 кВ0,5000+j0,18910,2000+j0,1000413b=0,1200активные и индуктивные сопротивления линииемкостная проводимость линии0+j0,35710+j0,35710,06510,00190,06510,00190+j0,34280,02540,4 кВbпроводимость эквивалентной;батареи конденсаторов1040,4 кВ404Г40,5000+j0,21460,2000+j0,100041410515,75 кВ0+j0,48000,02540,4 кВ0,3000+j0,1000b=0,1200;205220 кВ0+j0,357115,75 кВГ30,46002040+j0,35714030,3000+j0,10000,3000+j0,10000,1750+j0,0750b=0,09000+j0,35710,00195050,4 кВ405Г50,4958+j0,22140,2000+j0,10004150,1950+j0,0750b=0,09000+j0,8667активные и индуктивные сопротивления трансформатора0,4600коэффициент трансформации трансформатора.Рисунок 5.15 – Расчетная схема цепочечной структуры, содержащей пять эквивалентных энергообъединений2730,02541012030+j0,3571102500 кВj0,05460+j0,86670,4600220 кВ0+j0,357115,75 кВ0,7296+j7,29600+j2,60000,4600220 кВ202504500 кВj0,05460+j2,60000,4600220 кВ0+j0,35710+j0,48000,7296+j7,2960503500 кВj0,05460+j2,60000,460015,75 кВ502500 кВj0,0546274Всетрансформаторы,моделировалисьЛЭПпассивнымиинагрузкиэлементами.врасчетныхНоминальныесхемахпараметрыэквивалентных генераторов энергосистем: cos φ ном = 0,85; xd = xq = 2,00;xs = 0,13; x′d = 0,28; x′′d = x′′q = 0,21; TJ = 5,95 c; Td0 = 7,0 c; T′′d = 0,05 c;T′′q = 0,05 c.
Параметры систем возбуждения с АРВ-СД принималисьравными: k0u = 50 [ед.возб.ном./ед.напр.стат.]; k1u = 3,6 [ед.возб.ном./ед.напр.стат.·с)];k0ω = 0,46 [ед.возб.ном./(рад/с)];k1ω = 0,44 [ед.возб.ном./(рад/с2)];k1if = 0,4[ед.возб.ном./ед.тока.возб.]. Упрощенная модель генераторов описываласьуравнениями без демпферных обмоток при отсутствии АРВ (Uf = const).Качественный анализ характера изменения декрементов затуханиядоминирующих составляющих (корней) электромеханического движенияэквивалентных генераторов, а также сопоставление полученных границобласти устойчивости при использовании их упрощенных (ψf = const иUf = const,таблицы 5.1 – 5.3)иполныхмоделейсосредними(неоптимальными) настройками АРВ-СД (таблицы 5.1 – 5.3) показал, что вэквивалентнойтрехмашинной(Р Г1 = 0,25·Sбаз;Р Г2 = 0,5·Sбаз;схеме(рисунок 5.13)Р Г3 = Sбаз)электропередачиапериодическоенарушениеустойчивости происходит при угле γ 503-501 электропередачи около 115,70°.Увеличение жесткости линий электропередачи (их двухцепное исполнение)соответствуетпредельнымзначениямуглаоколо92,26°(таблица 5.1, строка 7).Нарушение устойчивости нерегулируемой модели ЭЭС (таблица 5.1,строка Uf = const без демпферных контуров) сопровождается образованиемколебательной пары в области углов 93,86° и 78,26° (двухцепные ЛЭП) сзапасамимощностименее1%,значительноменьшенормативных.Применение АРВ-СД позволяет расширить область допустимых режимов апериодическое (α1 = +0,686 с-1; α2 = -0,564 с-1, таблица 5.1) нарушениеустойчивости происходит при углах 106,56° и 86,82° (при двухцепных ЛЭП).275Таблица 5.1 – Характер изменения доминирующих составляющих относительногодвижения в трехмашинной схеме цепочечной структуры со следующим соотношениеммощностей в приемной и передающей частях ОЭС Р Г1 = 0,25·Sбаз; Р Г2 = 0,5·Sбаз;Р Г3 = Sбаз.Обменная мощность в сечении501 - 502, о.е.
/ уголэлектропередачи γ 503-501, градусЗапас мощностив сечении501 - 502, %НерегулируемаяЭЭС Uf = constбез д.к.одноцепное исполнение ЛЭП (0,7296+j7,2960 о.е.)0,98 / 115,70˚+0,270±j0,2421,70(пред. по сходимости)-0,111±j0,5011,00 / 106,56˚+0,129±j0,2750,17(АРВ-СД со средн. настройками)-0,105±j0,5310,99 / 93,86˚-0,001±j0,3180,67(пред. для Uf = const без д.к.)-0,100±j0,577двухцепное исполнение ЛЭП (0,3648+j3,6480 о.е.)0,99 / 92,26˚+0,295±j0,2981,06(пред. по сходимости)-0,107±j0,5701,00 / 86,82˚+0,155±j0,3290,21(АРВ-СД со средн. настройками)-0,096±j0,5961,00 / 78,26˚-0,001±j0,3850,23(пред.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
