Повышение технических показателей автоматической частотной разгрузки энергосистем

• Автор: Али Джадуа Мохаммад А.
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил

содержание
Введение

Глава первая. Аварийная частотная разгрузка энергосистемы.

1.1. Назначение частотной разгрузки

1.2. Влияние длительной работы с пониженной частотой на ЭС.

1.3. Динамика снижения частоты в ЭС при дефиците генерации

1.4. Основные принципы выполнения АЧР.

1.5. Требования к АЧР.

1.6. Категории разгрузки. Уставки АЧР.

1.7. Взаимосвязь регулирования частоты и напряжения.

1.8. Опыт применения АЧР в России и за рубежом

1.9. Постановка вопроса.
1 Выводы по первой главе
Глава вторая. Модельные параметры энергетической системы.
2.1. Общие положения
2.2. Моделирование элементов регулятора частоты вращения
2.2.1. Уравнение центробежного маятника
2.2.2. Уравнение золотника
2.2.3. Уравнение сервомотора
2.2.4. Уравнение обратной связи.
2.3. Математическая модель турбины
2.4. Моделирование и передаточные функции генератора
2.4.1. Моделирование генератора.
2.4.2. Режим холостого хода генератора
2.4.3. Работа генератора на выделенную нагрузку
2.4.4. Работа генератора параллельно на энергосистему
2.4.5. Режим работы с учетом резерва регулирующей мощности
2.5. Математическая модель энергосистемы6
2.6. Постоянная времени энергосистемы
2.7. Регулирующий эффект нагрузки
2.8. Выводы по второй главе
Глава третья. Модель частотной разгрузки в ЭС и методика
ПОСТрОеНИЯ ПереХОДНОГО Процесса
3.1. Материал и позиции моделирования. Модель частотно
разгрузкиАЧР .
3.2. Объем отключения потребителей.
3.3. Математическая линеаризованая модель частотной разгрузки АЧР
3.4. Рекомендации и вывод по настройке АЧР
3.5. Фактор непостоянства нагрузки
3.6. Запаздывание в канале АЧР
3.6.1. Причины и влияние запаздывания в схеме АЧР.
3.6.2. Перерегулирование при наличии запаздывания.
3.6.3. Аналитический учет запаздывания и оценка ее явления. Структурная схема энергосистемы при действии АЧР с запаз ды ванием
3.6.4. Критерии перерегулирования
3.7. Частотная разгрузка с дополнительным действием по производной.
3.7.1. Уравнение энергосистемы и эффект действия по производной.
3.7.2. Упрощения в измерении производной.
3.7.3. Реализация АЧР с дополнительным воздействием по производной.
3.7.4. Зарубежный опыт использования разгрузки
по скорости снижения частоты.
3.8. Восстановление частоты при действии АЧРП.
3.9. Рекомендации и вывод по настройке АЧРП.
3 Мобилизация резервов мощности на электростанциях при снижении частоты. Модель АЧР при наличии резерва в ЭС
3 Выводы по третьей главе
Глава четвертая. Проведение исследования переходных
процессов на модель энергосистемы при действии АЧР на ЭВМ.
4.1. 1 остановка задачи исследования
4.2. Использование программы ii 5.2. в ЭВМ для построения модельной схемы энергосистемы.
4.3. Динамика неаварийного изменения частоты при потере баланса мощности изза изменения нагрузки и отсутствия АЧР в случае.
4.3.1. Наличия резерва
4.3.2. Отсутствия резерва.
4.4. Динамика аварийного изменения частоты при действии АЧР
и наличии вращающегося резерва
4.5. Исследование протекания переходного процесса при действии
4.5.1. Характер снижения частоты в системе при больших дефицитах генерации и без вмешательства АЧР
4.5.2. Эффект метода разгрузки АЧР1 с малым числом очередей на переходный процесс.
4.5.3. АЧР1 с пс. Влияние применения АЧР 1 с большим числом очередей на динамику снижения частоты.
4.6. Характер изменения частоты при действии АЧР II.
4.7. Влияние плотности разгрузки на процесс изменения частоты
4.8. Эффект запаздывания в канале отключения нагрузки на перерегулирование.
4.9. Выводы по четвертой главе
Заключение
Список использованной литературы


В объединенных энергосистемах вероятность общего, охватывающего все объединение, глубокого снижения частоты уменьшается. В то же время с увеличением числа узлов и районов, получающих значительную часть энергии по линиям связи из энергообъединения, повышается вероятность возникновения больших местных дефицитов мощности при аварийном отделении этих узлов и районов ,. Отклонение частоты зависит в первую очередь от величины рассогласования баланса мощностей и наличия вращающегося резерва. Снижение частоты происходит не беспредельно. С изменением частоты потребление уменьшается, так что при некотором значении частоты баланс мощности снова восстановится. При неблагоприятных условиях отклонение частоты может быть большим и недопустимым как с точки зрения потребителей, так и самой энергосистемы. Поскольку длительная работа с пониженной частотой недопустима и восстановление частоты не может быть получено за счет нормальных средств регулирования частоты, то в этом случае приходится прибегать к аварийному мероприятию автоматической аварийной разгрузке по частоте АЧР. Аварийная частотная разгрузка является вынужденным мероприятием по отключению ряда потребителей с целью поддержания частоты энергосистемы в пределах допустимой частотновременной зоны. АЧР, анализа протекания переходных процессов в энергосистеме необходимо знание динамических характеристик энергосистемы по частоте. В энергосистемах России применяют частотную разгрузку, состоящую из двух категорий АЧР1 и АЧРИ. Выбор уставок по частоте и времени, а также выбор величины мощности потребителей, присоединенных к очередям АЧР, рекомендовано производить в соответствии с 2. Исследования показывают, что настройка очередей АЧР1 и АЧРИ выбрана, в основном, на интуитивной основе без учета динамики работы частотной разфузки. Возможно скорректировать настройку АЧР с целью уменьшения аварийного отклонения частоты и сокращения длительности ее восстановления. Изучению этой проблемы и посвящена настоящая работа. При частоте Гц первые снижают производительность до нуля, а вторые на , что в свою очередь влечет за собой резкое уменьшение вырабатываемой генераторами мощности. При частоте Гц напряжение может снизится до такого значения, при котором возникает лавина напряжения. Баланс мощности генераторов и мощности нагрузки, включая потери, в установившемся режиме является условием того, что частота энергосистемы остается постоянной. При любом рассогласовании генерации и нагрузки происходит ускорение вращающихся масс энергосистемы и как следствие этого, изменение частоты и энергии вращающихся масс . ЪрОр9РТРн, 1. Э угол отклонения вектора э. Постоянная времени 7 обусловлена инерционностью вращающихся масс энергосистемы турбоагрегатов и нагрузки. Для турбо и гидроагрегатов 7 составляют значения в пределах 5 с. С учетом рЭ А формулу 1. Г,рДГ ДГА ДРгД,ЛЯ. В этом уравнении каждое слагаемое определяет собой мощность. Д КЛ ЛГ, 1. Выходным сигналом является изменение частоты. Выражение 1. Т . Обычно Ки 1,,0. В течении суток состав потребителей меняется, вследствие чего Кн также не остается постоянным. При действии АЧР величину и динамику снижения частоты в основном определяет другой показатель, поэтому в дальнейших расчетах можно принимать среднее значение регулирующего эффекта нагрузки Ки 2. Структурная схема агрег ата, работающего на энергосистему, показана на рис. Регулятор частоты вращения реагирует на отклонение частоты от номинальной и воздействует на турбину. Мощность турбоагрегата уравновешиваегся нагрузкой АРН. Рассогласование мощностей АР7 АРи АР приводит к ускорению вращающихся масс энергосистемы. Рис 1. При воздействии АР характер изменения частоты зависит от наличия вращающегося резерва. Если имеется резерв мощности, то при снижении частоты прилег в действие регулятор частоты вращения и будет увеличивать открытие регулирующего органа турбины. В данном случае АР есть функция частоты и переходный процесс в энергосистеме будет происходить по кривой 1 рис. При недостатке резерва переходный процесс пойдет по кривой 2.