Регулирование частоты и обменной мощности в объединенной энергосистеме

• Автор: Ришаг Хуссейн Тани
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА ПЕРВАЯ. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ И АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ АРЧМ.

1.1.Назначение автоматического регулирования частоты и активной мощности

АРЧМ.
1.2.Влияние длительной работы с пониженной частотой и повышенной обменной мощностью в ЭС

1.3.Устойчивость межсистемных электропередач и автоматическое регулирование

перетоков мощности

1.3.1.Общая характеристика слабых межсистемных электропередач.

1.3.2. Устойчивость слабых межсистемных электропередач

1.3.3.Нерегулярные колебания мощности межсистемных электропередач.

1.3.4. Устойчивость объединенных систем с несколькими слабыми связями

1.4. Основные требования к системам автоматизации регулирования частоты и обменной мощности АРЧМ
1.5. Динамика снижения частоты в объединенной энергосистеме при дефиците генерации.
1.6. Обзор развития российских автоматических регуляторов частоты и обменной мощности
1.7. Обзор развития зарубежных автоматических регуляторов частоты и обменной мощности
1.8. Постановка вопроса.
1.9. Выводы по первой главе.
ГЛАВА ВТОРАЯ. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕДИНЕННОЙЭНЕРГОСИСТЕМЫ.
2.1. Методы моделирования.
2.2. Структурная схема САР
2.3. Структурная и принципиальная схемы регулятора частоты вращения
2.4. Моделирование элементов регулятора частоты вращения
2.4.1. Уравнение центробежного маятника
2.4.2. Уравнение золотника.
2.4.3. Уравнение сервомотора.
2.4.4. Уравнение обратной связи
2.5. Математическое моделирование турбины.
2.6.Моделирование генератора
2.6.1.Общее уравнение генератора
2.6.2.Передаточная функция генератора, работающего в режиме холостого
2.6.3.Передаточная функция генератора, работающего на выделенную
нагрузку
2.6.4. Работа генератора в энергосистеме
2.7. Математическое моделирование энергосистемы.
2.8. Моделирование энергообъединения
2.9. Вторичное регулирование в энергообъединении
2 Выводы по второй главе
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И ОБМЕННОЙ
МОЩНОСТИ В ОБЪЕДИНЕННЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
3.1 Особенность регулирования частоты в объединенных энергосистемах.
3.2. Астатическая и статическая характеристика
3.3.Распределение нагрузки между агрегатами.
3.4. Первичное и вторичное регулирование.
3.5. Раздельное регулирование частоты и обменной мощности
3.6.Регулирование частоты с блокировкой по обменной мощности.
3.7.Регулирование частоты со етатизмом по обменной мощности
3.8.Регулирование частоты и обменной мощности в ЕЭС России
3.9.Выводы по третьей главе.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА МОДЕЛИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ НА ЭВМ ПРИ ДЕЙСТВИИ АРЧМ
4.1. Постановка задачи исследования.
4.2. Система математического моделирования МАТЬАВ.
4.3. Методика проведения исследований на ЭВМ
4.4. Регулирование частоты и обменной мощности.
4.4.1. Энергообъединение из тепловых электростанций
4.4.2.Смешанные энергообъединения
4.5. Влияние статизма на процесс регулирования.
4.6. Статизм первичного регулятора и энергосистемы в целом.
4.7.Современные проблемы регулирования частоты и мощности в объединенных энергетических системах
4.8. Демпфирование колебаний обменной мощности.
4.8.1. Импульсное отключение нагрузки
4.8.2. Аварийная разгрузка турбоагрегата.
4.9. Выводы по четвертой главе.
Заключение.
Список литературы


Выбор для ЕЭС России этой системы регулирования обусловлен тем, что, обеспечивая выполнение основных требований в части поддержания частоты при приемлемом по точности экономическом распределении активных мощностей и ограничения допустимыми пределами потоков мощности по межсистемным и сильно загруженным внутренним связям, эта система сравнительно проста и может вводиться в действие поэтапно, не требуя больших одновременных затрат , , ,. К регулированию внеплановых изменений активных нагрузок может привлекаться ограниченное число электростанций с регулировочным диапазоном 5 мощности ОЭС, в которой они расположены. Наряду с этой системой ВНИИЭ разработана для ОЭС Юга САРЧМ, основанная на принципе совмещения во времени функций экономического распределения мощностей во всем диапазоне суточных колебаний нагрузки и регулирования системных параметров частота обменная мощность. Эта система предусматривает привлечение к регулированию всех основных электростанций объединенной энергосистемы. В ЕЭС России автоматическое регулирование частоты и ограничение перетоков мощности по связям 0 кВ ОЭС Центра, Средней Волги и Урала осуществляется воздействием на мощность крупных гидроэлектростанций ВолжскоКамского каскада с помощью централизованной САРЧМ, основное управляющее устройство которой размещено на диспетчерском пункте ЦЦУ ЕЭС России. На этом этапе САРЧМ в других ОЭС СевероЗапада, Закавказья, Юга, Казахстана, Сибири, работающих параллельно в составе ЕЭС России, используются в режиме ограничения и регулирования перетоков мощности , , ,. Система АРЧМ уровня ЕЭС должна поддерживать частоту на заданном номинальном уровне или регулировать е со статизмом по обменной мощности с зарубежными энергосистемами совместно с системами АРЧМ зарубежных энергосистем, работающих параллельно с ЕЭС России поддерживать заданные перетоки мощности по межгосударственным связям и ограничивать эти перетоки допустимыми пределами координировать работу САРЧМ уровня ОЭС ограничивать перетоки мощности по связям между ОЭС и по транзитным внутренним связям некоторых ОЭС при возникновении перегрузки этих связей , ,, , . На САРЧМ уровня ОЭС при этом возлагается решение следующих задач поддержание заданных значений перетоков обменной мощности по связям между ОЭС обычно сальдо обменной мощности или регулирование ее со статизмом по частоте оказание помощи тем ОЭС, в которых возникает временный дефицит активной мощности отработка задания от САРЧМ уровня ЕЭС России ограничение перетоков мощности по слабым внутренним связям ОЭС, суммарных перетоков мощности между ОЭС и перетоков мощности по отдельным внешним связям ОЭС. В последних двух случаях задачи ограничения являются резервными по отношению к задачам ограничения уровня ЕЭС России , , . Как правило, САРЧМ уровня ОЭС строятся на централизованном принципе, т. ОЭС. Система АРЧМ уровня ОЭС обеспечивает следующий режим регулирования. Ограничитель перетока мощности по линии электропередачи при превышении текущим значением перетока предельно допустимого значения определенного уставкой ограничителя осуществляет снижение перетока, изменяя мощность регулирующих электростанций. В целях восстановления регулировочных диапазонов электростанций предусмотрена возможность осуществлять возврат после снижения перетока на определенное заданное значение по сравнению с уставкой ограничителя. Ограничение перетоков мощности по сильно загруженным внутренним связям ОЭС целесообразно осуществлять путем воздействия на изменение мощности электростанций, расположенных по обе стороны слабой связи. Увеличивая мощность одних электростанций и уменьшая мощность других, можно обеспечить эффективное ограничение перетока мощности по контролируемым связям при минимальном нарушении баланса мощности в ОЭС и перетоков мощности по другим связям. Для ОЭС, имеющих связи с несколькими другими объединениями, а также в случаях, когда через сети ОЭС могут проходить транзитные потоки мощности, реализация указанного выше принципа только в рамках одной ОЭС не дает достаточного эффекта. В этом случае привлекаются несколько энергообъединений и проблема решается на уровне ЕЭС России. Аналогичное двустороннее воздействие необходимо при ограничении перетоков мощности по связям между ОЭС для предотвращения изменения перетоков мощности по другим связям. Такое воздействие осуществлено в САРЧМ уровня ЕЭС 6, 7, ,, , .