Применение сверхпроводникового индукционного накопителя энергии для повышения статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы

• Автор: Кабанов, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 184 с.

ВВЕДЕНИЕ.
ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ.

1.1 Задача обеспечения статической устойчивости энергосистем

1.2 Автоматическое регулирование возбуждения генераторов

1.2.1 Развитие систем автоматического регулирования.

1.2.1.1 Автоматический регулятор возбуждения

сильного действия АРВСД.

1.2.1.2 Микропроцессорный автоматический регулятор

возбуждения АРВСДП1.

1.2.1.3 Дополнительный канал системной стабилизации.

1.2.1.4 Автоматический регулятор возбуждения

цифрового типа АРВСДЦ.
1.2.2 Методы и программное обеспечение для анализа статической устойчивости и демпферных свойств
больших энергосистем ЭЭС.
1.2.3 Экспрессметод анализа статической устойчивости.
1.2.4 Направления совершенствования автоматических регуляторов возбуждения на основе нечеткой логики и нейронных сетей.
1.3 Синхронные компенсаторы.
1.4 Статические компенсаторы реактивной мощности
1.5 Управляемая продольная компенсация
1.6 Гибкие электропередачи переменного тока.
1.7 Управляемые шунтирующие реакторы
1.8 Системы с накопителями энергии
1.8.1 Общая характеристика системы маховичный синхронный генератор.
1.8.2 Основные данные современных маховичных генераторов
1.9 Сверхпроводниковый индукционный накопитель энергии
1.9.1 История создания и развития сверхпроводникового индукционного накопителя энергии.
1.9.2 Действие сверхпроводникового магнитного накопителя энергии как виртуальной машины. Регулирование напряжения, улучшение демпфирования и улучшение динамической устойчивости системы
1.9.3 Многофазный преобразователь с управляемыми буферными вентилями как устройство связи накопителя с энергосистемой.
1.9.4 Оценка параметров накопителя
1. Система математического моделирования МАТЬАВ.
1. Задачи диссертации.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
2.1 Математическое моделирование переходных процессов синхронного генератора
2.2 Математическое моделирование автоматического регулятора возбуждения сильного действия АРВСД
2.3 Математическое моделирование переходных процессов сверхпроводникового индукционного накопителя энергии
2.4 Математическое моделирование переходных процессов нагрузки
ГЛАВА З
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ УСТРОЙСТВ И СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1 Применение автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов для обеспечения статической устойчивости энергосистемы.
3.2 Управляемый шунтирующий реактор как эффективное устройство для режимного регулирования и обеспечения устойчивой работы крупных энергообъединений
3.3 Исследование эффективности применения СПИН для
обеспечения статической устойчивости энергообъединений.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СО СВЕРХПРОВОДНИКОВЫМ ИНДУКЦИОННЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ.
4.1 Общие положения.
4.2 Влияние на динамическую устойчивость СПИН,
установленного на шинах станции
4.3 Влияние на динамическую устойчивость установки СПИН
в середине протяженной линии электропередачи.
4.4 Влияние СПИН на динамическую устойчивость дальней электропередачи
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Эти работы базируются на трудах таких видных ученых, как Горев , П. С. Жданов и С. А. Лебедев , Щедрин . Развитие вопросов статической устойчивости было выполнено следующим поколением исследователей, к которым относятся В. А. Веников , Л. В. Цукерник ,, О. В. Щербачев , , И. А. Груздев , М. Л. Левинштейн ,, И. М. Маркович , С. А. Совалов , Э. С. Лукашов ,. К более поздним работам следует отнести труды В. А. Баринова ,, В. А. Строева , И. В. Литкенс ,, Е. И. Ушакова , О. М. Костюка ,, Зеккеля , М. П. Рудницкого и других. Следует особо отметить работу Рагозина , в которой обобщены свойства структурной устойчивости ЭЭС и сделаны важные для практики выводы. Наиболее известными зарубежными работами являются книга Р. Андерсона и А. Фуада , работы О. Малика ,9,9, а также фундаментальный труд Р. Кундура 3. Многочисленные работы, посвященные устойчивости ЭЭС по напряжению Д. Хилл 6,7, И. Хискенс 0,8, Ю. Макаров ,6,7 и другие по существу являются также работами в области статической устойчивости. Автоматическое регулирование возбуждения генераторов. Развитие систем автоматического регулирования возбуждения. Автоматический регулятор возбуждения сильного действия АРВСД. Теоретические обоснования эффективности регуляторов сильного действия для повышения устойчивости энергосистем относятся ко второй половине х годов. В середине х годов был разработан унифицированный вариант регулятора АРВСД с использованием отклонения и производной частоты напряжения статора в качестве основного режимного параметра стабилизации ,. В дальнейшем такими регуляторами были оснащены генераторы крупнейших гидростанций Братской, Красноярской, СаяноШушенской, а за рубежом генераторы Асуанской ГЭС АРЕ, ряд мощных турбогенераторов и синхронных компенсаторов. В начале х годов с целью улучшения технологии производства АРВ и увеличения его быстродействия проводится работа по созданию регулятора на полупроводниковых элементах АРВСДП, предназначенного для замены регулятора АРВСД. На этом этапе в функциональном отношении полупроводниковый регулятор возбуждения не отличался от регулятора АРВСД, но многие его блоки существенно видоизменились. Принципы измерения напряжения статора и частоты, реализованные в АРВСДП, обеспечивают минимальный уровень помех в точке суммирования входных сигналов. При этом в целом по каналам отклонения и производной напряжения статора, отклонения и производной частоты напряжения обеспечиваются постоянные времени, значительно меньшие аналогичных величин в регуляторе АРВСД . В настоящее время АРВСДП является основным типом регулятора, используемого в энергосистемах СНГ. Этот тип АРВ характеризуются высокими коэффициентами регулирования и наличием сигналов по производным режимных параметров, что позволяет совместно с системами быстродействующего возбуждения статические тиристорные и бесщеточные системы реализовать преимущества сильного регулирования возбуждения, т. Микропроцессорный автоматический регулятор возбуждения АРВСДГП. В начале х годов в бывшем СССР проводится большая работа по созданию регулятора АРВСДП1 АРВ сильного действия на базе полупроводников П с использованием интегральных микросхем , по своим характеристикам намного превосходящего предыдущие образцы возросшими функциональными возможностями, сниженным энергопотреблением и улучшенными массогабаритными показателями ,. АРВ сильного действия претерпел существенные изменения в связи с совершенствованием его элементной базы. Масса регулятора снизилась со кг при использовании магнитных усилителей до кг в случае применения интегральных микросхем . Обстоятельные научные проработки позволили не только разработать АРВСДП1, но и освоить его производство во ВНИИЭлектромаш. В настоящее время системы возбуждения всех синхронных генераторов мощностью МВТ и более оснащаются автоматическими регуляторами возбуждения этого типа ,. Совместно с быстродействующей системой возбуждения регулятор АРВСДП1 выполняет большое число разнообразных функций, которые условно можно разделить на четыре группы системные, технологические, защитные, самоконтроль и диагностика.