Диссертация (1172958), страница 23
Текст из файла (страница 23)
нарушение устойчивости из-за условия (3.4)произойдет раньше, чем из-за условия (3.3)» [26, 106]. То же самое произойдет и вслучае, когда в установившемся режиме условие (3.3) выполняется для СД. Такимобразом,критерийМихайловаоположительности«свободногочленахарактеристического уравнения (а0>0) и критерий dЕс/dU>0 эквивалентны» [26,106].Расчеты статической устойчивости ЭТС для возможных вариантов схем(включая ремонтные режимы ЭТС) согласно критерия (3.4) проще, а потому и143используются в программе STAT100. Использование критерия (3.4) позволяетотказаться от расчетов частных производных режимных параметров секций и ЭД.Расчеты устойчивости согласно «предложенному критерию и методу сводятся кмногократным расчетам режима ЭТС при постепенном снижении ЭДС системы(см.
рис. 3.2)» [61, 99, 106]. При этом:- постепенно снижаем напряжение первого узла ЭТС согласно уравненияUу,1= Uу,1 - D U;- рассчитывается установившийся режим ЭТС, в процессе которого для СДучитывается мощности РСД и QСД определяются с учетом типа возбуди-тельногоустройства;- расчеты заканчиваются при выполнении условия (3.4).Для статически устойчивых режимов работы ЭТС значения синхронизирующей мощности будет при углах -90° < d < +90°. Критическое значение угла d ,«равное +90° , обращает в ноль синхронизирующую мощность и отвечаетпредельному по статической устойчивости значению мощности, которая можетбыть передана в систему (в генераторном режиме) или потреблена из системы (вдвигательном режиме)» [26, 106].
При постоянстве тока возбуждения предельнаямощность СД определяется как:PПР =ВсистемахEQ × Uэлектроснабженияx.промышленныхпредприятийскомбинированным составом источников имеют место замкнутые контура. Поэтомудля «перерасчета матрицы узловых сопротивлений таких ЭТС используемметодику наращивания ветвей дополнения» [26, 127]. По этой методике, приподключении каждой из ветвей дополнения (см.
рис. 3.3)осуществляется«перерасчет узловых сопротивлений для разомкнутой ЭТС и выполняетсяперерасрасчет матрицы узловых сопротивлений» [127]. Потом определяются токи вветвях дополнения и «делается перерасчет тока в ветвях дерева. Матрица узловыхсопротивлений рассчитывается в три этапа. На первом этапе определяются ветвисхемы замещения, относящиеся к дополнению, и узлы промышленной комплексной144нагрузки, соответствующие ветвям дополнения» [26, 127].
Номер базисного узлауказываем в начале таблицы 2 рис. 3.3, затем «по мере построения и роста дереваграфа в таблицу 2 заносим и новые узлы» [127].00131437648Таблица 1№12345678Pj00112232212Pk133431441452Таблица 2Номерузла013423642Таблица 3Таблица 4ДеревоДополнения12463578Рисунок 3.3 – Пример работы алгоритма разделения графа внутризаводской сетина деревоДалее организуется «циклический процесс поиска, в котором каждый узел Pjформируемого дерева из таблицы 2 последовательно проверяется на совпадение скаким-либо узлом пары из таблицы 1, т.е.
среди ветвей сети отыскиваются те ветви,которые касаются узла» [127].Каждая из полученных ветвей «подвергается дополнительному исследованию на принадлежность дереву или дополнению сети по правилу: если ветвьпорождает новый узел, то данную ветвь относим к дереву сети, а иначе эту ветвьотносим к дополнению. Итак анализируются все узлы внутризаводской сети. Помере классификации ветвей графа информация о ней поступает в таблицы дереваили дополнения, а паре узлов ветви в таблице 1 рис.
3.3 присваивается знакминус, чтобы в дальнейшем исключить возможность повторного анализауказанной ветви» [127].145На втором этапе выполняется пересчет матрицы узловых сопротивлений.На третьем этапе выполняется «пересчет матрицы узловых сопротивлений Z(0)в матрицу узловых сопротивлений полной сети Z. Пересчет выполняем по шагам ина каждом шаге вычислительного процесса к подсети добавляется только одна ветвьдополнения. Итак, при добавлении к подсети между узлами a и b дополнительнойветви с сопротивлением zab элементы матрицы Z(l-1) пересчитываются в элементыматрицы Z(l) согласно выражению» [127]:(l )(l -1)=ZZijij(l -1) (l -1)(l -1) (l -1)( Z ia - Z ib )( Z aj - Z bj )(l -1) + Z (l -1) - Z (l -1) - Z (l -1) + zZ aaabbbabba.(3.6)В результате работы такого алгоритма матрица сети будет равна искомой матрицеобобщенных параметров полной сети ЭТС.Ток «в ветви дополнения определяем путем деления разницы напряженийузлов на сопротивления ветви дополнения для узлов «а» и «b» согласно уравнению»[127]:Jвдоп=U уa -U уbz ab.(3.7)Пересчитываем «матрицу узловых токов согласно уравнений» [127]:Jу(a)=Jy(a)+Jвдоп ,Jy(b)= Jy(b)-Jвдоп ,(3.8)и определяем значения токов в ветвях.
Ток «в ветви дерева равен суммепротекающих узловых токов от электрической системы к узлу нагрузки, в путькоторых они входят» [26, 127]. Таким образом, учитываются замкнутые контуравнутризаводской сети и определяются их параметры.Для ЭТС с собственной генерацией и питающей энергосистемой порядокрасчета установившихся и/или переходных процессов следующий:1. Так как первый синхронный генератор является «балансирующим узлом иузел схемы замещения, к которому он подключен, задан номером «1», то в моделеузел нагрузки под номером «1» совпадает с узлом «1» схемы замещения» [99, 127].146Для расчета напряжений секций, в нормальном режиме как исходное принимаетсянапряжение в узле нагрузки «1» Uон (U1=Uон).2. Все остальные синхронные генераторы моделируются «системой из пятидифференциальных уравнений первого порядка так же, как и синхронные двигатели,но в режиме выдачи мощности (с отрицательным коэффициентом загрузки,который не зависит от частоты вращения ротора)» [26, 99].3.
В программе расчета установившегося режима принято, что «первымимоделируются СГ, а далее – все синхронные двигатели: сначала с массивнымгладким ротором, затем – с шихтованными полюсами» [26, 99].4. При отключении ЭТС от сети энергосистемы схема замещения ЭТСпредставляется «как схема из «N-1» независимых узлов нагрузки (рис. 3.1),которые содержат как электродвигательную, так и прочую нагрузку с узловымитоками Ji (i = 2 … N)» [26, 99].5. При раздельной работе мини-станции ЭТС «матрица пути подключениялюбого элемента сети имеет следующие особенности» [26, 99]:1) путь «от i-го узла нагрузки (i = 2 … N) всегда заканчивается в «1-м» узлесхемы замещения согласно «дерева» ветвей схемы» [61, 99];2) «путь от «1-го» узла нагрузки не содержит ветвей» [61, 99];3) узловой «ток от i-го узла нагрузки Ji зависит от электродвигателей икомплексной нагрузки, подключенной в этом узле (кроме узла энергосистемы илиСГ номер1)» [26, 61, 99].6. Система уравнений для расчета установившегося режима определяетсясогласно «уравнений узловых напряжений, выраженных через матрицу узловыхсопротивлений» [89]:U У = U У1 - Z У × J ;(3.9)где U У1 = U 0Н + j × 0 .(3.10)7.
Для расчета установившегося режима ЭТС решается система нелинейныхуравнений параметров режима ЭТС по методу последовательных приближений. За«начальноеприближениеузловыхнапряженийпринимаемноминальные147( 0)напряжения узлов с одинаковой фазой напряжения U = 1 + j × 0 (i = 2 … n), котораяУiсовпадает с фазой напряжения балансирующего узла (3.10)» [26, 61, 99].8.
Начальные приближения узловых токовJ(0)находим из начальныхузловых напряжений U (0) .Уi9. Из«уравнения(3.9)определяетсяпервоеприближениеузловыхнапряжений» [26, 61, 99] по выражению:U У = U У1 - Z У × J .(1)( 0)10. По первому приближению узловых напряжений U (1)У(3.11)определяются«первые приближения узловых токов J (1) , затем итерационный процессУпоследовательных напряжений повторяется i раз» [26, 61, 99]:(i +1)UУ= U У1 - Z У × J(i ).(3.12)11. Условием «окончания итерационного расчета установившегося режимаЭТС служит неравенство» [26, 61, 99]:( i +1)UУ- U У £ e = 0,001 .(i )(3.13)12. Тогда считаем, что «заданная точность расчета режима достигнута и за( i +1)узловые напряжения принимаются значения U У = U » [26, 61, 99].УУзловой ток J1 определяется как сумма токов ветвей:nJ1 = -å J i .(3.14)i =2Зная ток и напряжение U У1 = U 0Н + j × 0 найдем «мощность, поступающую вбалансирующий узел S 1 = P1 + j × Q1 = U У1 × Ĵ1 .
Так как эта мощность выражена вотносительных единицах через базисную мощность Sб, а мощность первогогенератора выражается в долях от его полной мощности Sном,СГ, то осуществляетсяпересчет мощности первого генератора в долях от его Sном (СГ)» [26, 61, 99].13. Опредлив напряжения во всех узлах нагрузки, находим параметры режимапервого СГ: токи, активную и реактивную мощности, составляющие напряжениядля продольной и поперечной осям, ЭДС для нормального, переходного исверхпереходного процессов согласно уравнений:148=СГ===ну·+у+СГ·ХнСГ+· ; СГ =( ); = у ···Хн;· ; (3.16)( );(3.17)"(3.21)"(3.24)уравнений(3.15÷3.24)н,+·= − += / ;у²²E ² = ( Ed ) 2 + ( Eq ) 2 ;Система=(3.15)СГ ·ХнСГ ·Х==«позволяет+;·(3.18)/""определить; (3.19)(3.20)(3.22)(3.23)параметрыгенератора для режимы работы автономной ЭТС, а метод, изложенный выше,найти согласно критерия (3.4) критическое напряжение для текущего состояниярассматриваемой схемы электротехнической системы» [99, 106].3.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
