1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 33
Текст из файла (страница 33)
4-!б показаны диаграммы переходных процессов системы после внезапного увеличения скорости ! ветра на величину р= — при номинальном скольже- 4 а,=ь„Ь„а„— Ь„Ь„а„— а„а„Ь„. Для случая параллельной работы ВЭС с системой бесконечной мощности, когда х,=О; уравнения, описывающие движение рассматриваемой системы, примут вид: 2! б 2!7 й(а Рис.
4-16. Переходный процесс системы после внезапного увеличения скорости ветра на вели- 1 чину р 4 1ыср =4,45 1(сск, рр„= 4,3 1(сек, о =!7,8 !(сск, 2=42', а =-0,04, М,р — 830 кГ м, М = 1 660 кГ. к, М, = 830 кГ .и). нии асинхронного генератора г = 0,04. В первое мгнои венне при внезапном увеличении скорости ветра на валу ветрэколеса появляется избыточный момент, вызывающий увеличение скорости вращения ветрэагрегата.
Скольжение асинхронного генератора увеличивается. Часть избыточного момента М, появившегося на вето роколесе, расходуется на ускорение ветроагрегата, а другая — М.„ — идет на увеличение мощности, отда-' ваемой асинхронным генератором в сеть. Появление в электрической системе дополнительного избыточного мэмента М„, вызывает повышение частоты в переходном процессе, ускорение вращения синхронного генератора н двигателя внутреннего сгорания, что приводит к уменьшению развиваемэгэ им момента на величину М 2' Процесс увеличения скорости вращения системы в первом цикле колебаний происходит до тех пор, пока за счет действия регулятора ветродвигателя не будет снижен избыточный момент на ветроколесе.
Устра41ение возбуждающего действия повлечет торможение асинхронного генератора, а вслед за ним и всей системы. В процессе торможения из-за наличия перерегулирования абсолютная скорость вращения ветроагрегата становится меньше скорости вращения синхронного генератора и в это время ветроагрегат потребляет мощность из сети. Торможение системы прекращается при появлении на ветроколесе избыточного положительного момента вследствие периодического характера работы регулятора ветродвигателя, Начинается новая стадия переходного процесса, по своему характеру подобного описанному.
Переходный процесс заканчивается тогда, когда после ряда колебаний лопасти ветродвигателя займут новое установившееся положение, при котором исчезает избыточный момент на ветроколесе, Характер изменения максимального значения амплитуды колебаний скорости вращения ветродвигателя 1х,)„„,, двигателя внутреннего сгорания )х ) и а маке асинхронного момента (М„,)„„, в зависимости от степени соизмеримости тепловой и ветровой электростанций при внезапном повышении скорости ветра показан на рис. 4-)7, Как видно, амплитуда колебаний момента, передаваемого ветродвигателем на вал асинхрон- 218 219 дМ,„, дйм, ( рег )ь ддl г 4 4 77 11з 17,+17з М„ где, дМ, дМ, дт зз — ' 220 221 ного генератора, увеличивается с уменьшением величины номинального скольжения генератора н увеличением степени соизмеримости мощностей тепловой и ветровой электростанций.
При степени соизмеримости, равной 6 — 8, максимальные значения амплитуд колебаний приближаются к значениям, соответствующим случаю работы ВЭС параллельно с системой бесконечно большой мощности. При относительно быстродействующем регуляторе ветродвигателя, время первого размаха которого составляет величину порядка 0,5 озк, перегрузка элементов силовой передачи достигает по моменту величины почти 100% от номинального.
Общие выводы, которые следуют из рассмотрения динамики работы ВЭС в электрической системе, таковы: !. Амплитуды колебаний основных величин, характеризующих переходный процесс, прн соизмеримости ветровой и тепловой электростанций порядка 6 — 8 приближаются к значениям, соответствующим случаю работы ВЭС параллельно с системой бесконечно большой мощности, 2.
Характер изменения перегрузочного момента в переходном процессе прн порывах ветра зависит от системы регулирования ветродвигателя. Величина пере. Рис. 4-17, Характер изменения максимальных значений хь х, и М„, в зависимости от степени соизмеримости мощности ВЭС и ТЭС н величины максимального скольжения асинхронного генератора. грузки по моменту механической передачи ВЭС (трансмиссия и редуктор) определяется типом генератора ВЭС и соизмеримостью ее мощности сравнительно с мощностью системы.
3. Наибольшая перегрузка по моменту имеет место при применении синхронного генератора на ВЭС, работающей параллельно с бесконечно большой сетью (М., =250%). В этом случае целесообразно применение асинхронного генератора или включение в механическую передачу мощности ветродвигателя устройств, увеличивающих скольжение или снимающих пики избыточных моментов 4. Прн работе ВЭС параллельно со станцией соизмеримой мощности перегрузка силовой передачи Мощности ветродвигателя практически одинакова в обоих вариантах по типу генератора, Поэтому в системе соизмеримой мощности на ветроэлектрических станциях в соответствии с общепринятой практикой следует применять синхронные генераторы Формулы н метод определения коэффициентов уравнения линейного приближения: (10,47ь .з дМ, дМ, дх ~ ы„ дМь„н дд„'М„ 7~$71$ гог.;й.
гт,+(2, 'м„' ' дМ 2$$ а ма й. дййй Мйв дМ„дМ, дМ, дх а а„= 90н агс(я "$$ . $$' а„= 902 — агс(я — "; хйй кйй дМ дт г) (Мрег )в а„= 90н — агсф — ", $$ Мнйчайо н нннайвМ$$ Мнй йога дМ$ 1 вайа нега д" й / Мйо Мнй $$$$ ам= ннаойоМйв (4-37) 223 1' — передаточное отношение передачи мощности от вет роколеса до генератора ВЭС. Метод определения частных производных моменто ветродвигателя и его регулятора изложен в (Л. 51. Если не учитывать в переходном процессе влияни изменения скорости вращения агрегатов на величин синхронных моментов, то для определения частны производных генераторных моментов можно пользо ваться выражениями не моментов, а соответствуюши мощностей. Для случая двух генераторов при указан' вых вы(па допущениях синхронные моменты генерато ров в относительных единицах выражаются следующим образом: Мйк= — ' 21п а„+ — '' з1'п(6„— а, ); (4-35) $1 йй Л42$$= — 21п айй ' з(п (дай+ а,.), (4-36) Е2 Е,Е, '$$ " $$ где Е, и Е, — э.
д. с. за синхронными сопротивлениями по продольной оси обоих генераторов; г„, ㄠ— модули полных собственных сопротивлений системы; я„— модуль взаимного полного сопротивления системы; где х„; х„; х„; йг„; гг„; гг„— реактивные и актив ные составляющие собственных и взаимных полных сопротивлений системы. Электродвижущие силы генераторов могут быть найдены, исходя из упрощенной векторной диаграммы синхронного генератора по выражению: где Р„ Я, — активная и реактивная нагрузки генераторов в момент, предшествующий переходно1иу режиму; У вЂ” напряжение на шинах системы; х, — суммарная реактивность системы.
Поскольку колебания угла а прн переходных процессах могут быть значительными, следует производить линеаризацию характеристик моментов генераторов, например, методом замены сикусоид треугольником, площадь которого ранна площади синусоиды, а высота в — раз больше амплитуды синусоиды. Частные прэ-' 4 д"(!га дЛ42га изводные и "' находят, исходя из вырад(со,— я ! д(в,— в„.! жения для асинхронного мэмента сиихропного генера-. тора. В системе относительных единиц выражение дли; определения асинхронного момента генераторов запишется в виде: хд — х,! ! !+(зТ д)~ гз! ! ! — — — !со4а„ 1! ~/2 М,„, где г= †' — скольжение ротора генератора; СО хд и х„— соответственно синхронное и переходцое сопрэтивления по продольной оси; т„ Т = — — постоянная времени обмотки возбуж (баз дения при корэткозамкиутой обмотке статора; 1 Т „= — — время в секундах, в течение которэг при синхронной скорости вращеии ротор генератора поворачивается н ' угол, равный одному электрическому' радиану.
При определении частных производных предполагается, что асинхроииый момент в пределах г< 0,05 изменяется по прямой ливии, которая прэходит через точки, соответствующие з= О, М„, =0 и з= г„, М„, = =М . н' При использовании выражений (4-38) и (4-39) дл случая параллельной работы генераторов соизмеримык мощностей вместо У следует принимать переходную э. д. с. Е, одиого из генераторов, 4-7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ~ИЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИИ, ПЕРЕ(ПЕННОГО ТОКА Электрические и кинематические схемы ветроэлектростанций необходимо выйолиять таким образом, чтобы управление станцией позволяло производить следую!цие операции: а) пуск ветроагрегата; б) синхронизацию геиераторэв и включение их в сеть иа параллельную работу; в) набор агрегатами мощности и ее изменение в процессе работы; г) регулирование скорости вращения агрегатов; д) ограничение момента ца ветроколесе в допустимом пределе; е) регулирование тока возбуждения генераторов; ж) контролирование работы основных узлов агрегата; з) предотвращение перехода генератора в двигательный режим и работы ветродвигателя в вентиляторном режиме в случае исчезновения ветра; и) отключение генератора при аварийном состоянии оборудования; к) торможение агрегатов после их отключения от сети; л) предотвра!цение самопроизвольного пуска агрегатов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
