Разработка законов регулирования управляемых шунтирующих реакторов для улучшения устойчивости электроэнергетической системы

• Автор: Полудницын, Павел Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Содержание диссертации

Введение Значение устройств поперечной компенсации в развитии

электроэнергетики и ее участие в решении современных проблем отрасли

В.1 Некоторые особенности функционирования и основные

проблемы современной электроэнергетики.

В.2 Проблемы, возникающие при регулировании напряжения в

электрической сети.

В.З Управляемый шунтирующий реактор, как разновидность

устройств

В.4 Обзор вопросов, освященных в работах, связанных с влиянием

поперечной компенсации реактивной мощности на

электроэнергетическую систему.
В.З Постановка задачи.
В.6 Научная новизна диссертации.
Глава 1. Математические модели элементов ЭЭС и алгоритмы для
расчетов статической и динамической устойчивости
1.1 Общие положения.
1.2 Представление элементов ЭЭС в общей модели системы для
расчетов статической и динамической устойчивости
1.3 Математическая модель АРВ генераторов электростанций
1.4 Математическая модель регулятора управляемого
шунтирующего реактора.
1.5 Методика расчета статической устойчивости.
1.6 Методика и алгоритмы расчета динамической устойчивости
1.7 Использование интеграла Дюамеля для понижения жесткости
систем уравнений, описывающих переходный процесс в ЭЭС .
1.8 Моделирование САР управляемого шунтирующего реактора и
генераторов с использование интеграла Дюамеля
1.9 Программная реализация, достоверность получаемых результатов
1. Описание исследуемых схем.
1. Выводы по главе 1.
Глава 2. Влияние управляемой поперечной компенсации на статическую
устойчивость электроэнергетической системы
2.1 Общие положения.
2.2 Влияние устройств поперечной компенсации реактивной
мощности в частности УШР на апериодическую устойчивость.
2.3 Работа УШР при конечных коэффициентах усиления на примере
тестовой схемы 2.
2.4 Влияние УШР с пропорциональным регулированием на
колебательную устойчивость ЭЭС при представлении генераторов электростанций моделью Е .
2.5 Влияние структуры регулятора УШР на колебательную
устойчивость ЭЭС при представлении генераторов
электростанций моделью Е .
2.6 Оценка колебательной устойчивости иследуемых схем при
детальном моделировании генераторов электростанций, которые оснащены АРВ сильного действия
2.7 Выводы по главе 2.
Глава 3. Влияние поперечной компенсации на основе управляемых
шунтирующих реакторов на динамическую устойчивость электроэнергетической системы
3.1 Общие положения.
3.2 Оценка величины шага интегрирования на точность расчета
переходных процессов при использовании моделей САР на основе интеграла Дюамеля
3.3 Оценка влияния модели генераторов электростанций на
динамическую устойчивость.
3.4 Оценка возможностей управляемой поперечной компенсации
влиять на динамическую устойчивость.
3.5 Влияние регулирования и параметров УШР на качество
переходных процессов при больших возмущениях в ЭЭС при полном учете систем возбуждения генераторов электростанций
3.6 Влияние регулирования и параметров УШР на качество
переходных процессов при больших возмущениях в ЭЭС в случае представления генераторов электростанций моделью
Еч сот
3.7 Выводы по главе 3.
Заключение
Список используемой литературы


Из-за значительной протяженности линий электропередачи (длина которых может достигать до 0 км и более) и ограниченным внедрением управляемых средств компенсации реактивной мощности возникали проблемы устойчивой работы энергосистем, что потребовало внедрение новых решений [7]. В процессе освоения более высоких классов напряжения были разработаны принципы поперечного регулирования реактивной мощности, реализованные установкой коммутируемых реакторов на линиях электропередачи высших классов напряжения, а также установкой в электрической сети синхронных компенсаторов, позволяющих поддерживать напряжение в требуемом диапазоне. Следует отметить, что почти на всем этапе развития отрасли электроэнергетики ее формирование носило отстающий характер. Распад Советского Союза и возникновение кризиса в экономике страны в -х гг. В последние годы практически во всех регионах страны наблюдается рост нагрузок, обусловлен шли восстановлением некоторых отраслей народного хозяйства, а также увеличением доли социально-бытовой нагрузки за счет использования более энергоемких электроприемников [3]. При этом, из-за недостаточных инвестиций в отрасль, развитие электроэнергетики (как генерирующих мощностей, так и электрической сети) опять приобретает отстающий характер. Это приводит к возникновению ограничений электрической сети по пропускной способности в процессе ведения электрических режимов в разрезе всего года, снижает гибкость управления, а также увеличивает риск возникновения крупных аварий. Таким образом, вопрос о повышении управляемости электрических сетей в настоящее время является одним из важнейших стратегических направлений развития ЕНЭС России, что особенно важно на этапе реформирования электроэнергетики. Как известно, одним из основных условий для обеспечения устойчивой работы энергосистемы в целом является поддержание уровней напряжения в узлах сети в допустимых пределах [9,]. ШР) и батарей статических конденсаторов (БСК), а также использованием РПН трансформаторов и автотрансформаторов [1,2,-]. Неравномерная загрузка линий электропередач переменного тока в течение суток стала причиной возникновения отклонения напряжения в узлах сети в течении суток, часто выходящих из допустимого диапазона. Для нормализации работы энергосистемы в отдельных узлах требуется коррекция уровня напряжения по несколько раз за сутки, что невозможно реализовать указанными средствами [-]. В реальных условиях эксплуатации из-за ненадежности многократной коммутации выключателей и работы РПН мощных автотрансформаторов, как правило, выполняется лишь сезонная корректировка уровней напряжения в узлах системообразующей сети, которая обеспечивается изменением количества включенных ШР, БСК, переключением на новые отпайки трансформаторов и автотрансформаторов (с предварительным их отключением от сети) [5, 6]. Другим важным фактором являются ограничения оборудования по техническим особенностям (например, синхронные компенсаторы могут работать в режиме потребления реактивной мощности в диапазоне -% от установленной мощности, которого часто бывает недостаточно), а также вследствие невозможности использования существующих ресурсов из-за физического износа оборудования. Для компенсации избыточной реактивной мощности возможно также использование синхронных генераторов (СГ) станций, работающих в режиме недовозбуждения. Также возможно использование генераторов гидроэлектростанций в режиме синхронного компенсатора. Подобные мероприятия проводят на ГЭС. Таким образом, несмотря на интенсивную эксплуатацию применяемых средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности, их мощности может оказаться недостаточно для обеспечения требуемых стандартов качества электроэнергии. Установка дополнительных неуправляемых средств компенсации реактивной мощности может привести к снижению пропускной способности электрической сети в режимах максимальных нагрузок из-за значительных снижений напряжения, возникающих вследствие передачи больших потоков мощности. Снижение напряжения также ухудшает устойчивость параллельной работы синхронных генераторов [9,,].