Разработка мероприятий по повышению эффективности работы синхронных турбогенераторов в электроэнергетической системе при потреблении реактивной мощности

• Автор: Коротченко, Василий Викторович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМА ПОТРЕБЛЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОЙ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЭС И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ

1.1 Постановка задачи.

1.2 Анализ эффективности применяемых средств потребления реактивной мощности на электростанциях.
1.3 Выводы
2. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ УСЛОВИЙ ДЛЯ УСТОЙЧИВОЙ РАБОТЫ СИНХРОННЫХ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ИМИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ.

2.1. Постановка задачи

2.2. Анализ особенностей работы синхронных турбогенераторов в режимах потребления реактивной мощности
2.3. Краткая характеристика синхронных турбогенераторов с дополнительной поперечной обмоткой возбуждения.

2.4. Режимные возможности асинхронизированных синхронных турбогенераторов.

2.5. Теоретическое обоснование возможности управления возбуждения синхронного турбогенератора по нелинейному алгоритму.
2.6. Характеристики мощности синхронного турбогенератора с АРВ нелинейного типа.
2.7 Изменение структуры регулятора введением отрицательной обратной связи по току ротора.
2.8 Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ АРВ НЕЛИНЕЙНОГО ТИПА НА ТУРБОГЕНЕРАТОРАХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА СТАТИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ
3.1. Постановка задачи.
3.2. Статическая устойчивость простой ЭЭС с АРВ нелинейного типа на синхронном турбогенераторе
3.2.1 Статическая устойчивость простой ЭЭС с АРВ нелинейного типа на синхронном турбогенераторе с упрощенным математическим описанием
3.2.2 Статическая устойчивость простой ЭЭС с АРВ нелинейного типа на синхронном турбогенераторе с уточненным математическим описанием
3.3. Составление характеристического уравнения для анализа статической устойчивости сложной ЭЭС с АРВ нелинейного типа на синхронном турбогенераторе
3.3.1. Составление математического описания ЭЭС с нелинейным АРВ на синхронном турбогенераторе
3.3.2. Составление математической модели в малых отклонениях
3.3.3. Формирование характеристического уравнения ЭЭС с нелинейным АРВ на турбогенераторе
3.4. Анализ статической устойчивости сложной ЭЭС с АРВ нелинейного типа на синхронном турбогенераторе
3.4.1. Анализ статической устойчивости ЭЭС при упрощенном учете АРВ на турбогенераторе Г
3.4.2. Анализ статической устойчивости ЭЭС при учете
на турбогенераторе Г2 АРВ пропорционального действия.
3.4.3. Анализ статической устойчивости ЭЭС с учетом влияния электромагнитной инерционности роторной цепи
3.4.4. Анализ статической устойчивости ЭЭС с учетом влияния электромагнитной инерционности роторной цепи в режиме минимальных нагрузок
3.4 Выводы
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕРОПРИЯТИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИНХРОННЫХ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ В ЭЭС ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ
ИМИ ИЗБЫТОЧ1ЮЙ РЕАКТИВНОЙ МОЩ1ЮСТИ.
4Л Анализ результатов проведенных исследований
4.2. Рекомендации и мероприятия по повышению эффективности работы синхронных турбогенераторов в режиме потребления реактивной мощности
4.3. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Во второй главе приведен анализ известных и разработка новых технических решений по созданию условий для устойчивой работы синхронных турбогенераторов при потреблении ими реактивной мощности. Дано теоретическое обоснование возможности управления возбуждением синхронного турбогенератора по нелинейному алгоритму, рассмотрены характеристики мощности синхронного турбогенератора с АРВ нелинейного типа. Третья глава посвящена исследованию влияния на статическую устойчивость АРВ нелинейного типа на турбогенераторах электростанций, исследована статическая устойчивость простой ЭЭС, составлено характеристическое уравнение и приведен анализ статической устойчивости сложной ЭЭС с АРВ нелинейного типа на синхронном турбогенераторе. В четвертой главе приведен анализ результатов выполненных исследований, разработаны мероприятия и рекомендации по повышению эффективности работы синхронных турбогенераторов при потреблении ими избыточной реактивной мощности в ЭЭС. Основные теоретические обоснования и результаты работы изложены в четырех печатных изданиях. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы наименований и 3 приложений. Объем работы включает 3 страницы текста, таблиц, рисунка. В последние годы изза стремительного роста промышленности и экономики страны стал все более существенно ощущаться дефицит генерирующих мощностей. Так, например, зимой года, установлен рекорд по потреблению электроэнергии, и не обошлось без отключения электропотребителей. Становиться необходимым ввод новых генерирующих мощностей в энергосистемах ЕЭС России. В связи с этим уже в период с по годы намечается ввод новых генерирующих мощностей, что позволит в какойто степени снизить появление возможного дефицита мощности и электроэнергии в частности, намечается ввод новых генерирующих мощностей в Центральном и Уральском регионах, например, на ТЭЦ , ТЭЦ и ТЭЦ в Московской энергосистеме, а также на ряде ГРЭС и ТЭЦ этих регионов. Объединение энергосистем, увеличение мощности электростанций сопровождается увеличением потоков мощностей, передаваемых по линиям электропередачи, причем, емкостная проводимость высоковольтных линий электропередачи напряжением 0 кВ и выше является источником значительной реактивной мощности. В таких линиях электропередачи при передаче мощности, меньше натуральной, образуется избыток реактивной мощности, стекающей к концам линии электропередачи 1,2,3. Избыточная реактивная мощность наблюдается и в крупных концентрированных энергосистемах, характеризующихся большим количеством преимущественно тепловых электростанций, связанных между собой и с потребителями развитыми воздушными и кабельными электрическими сетями. Повышение напряжения сверх допустимого на трансформаторах и автотрансформаторах, шунтирующих реакторах, ограничителях перенапряжения и других видах оборудования, если оно превышает длительно допустимое, приводит к резкому сокращению срока службы этого оборудования, к росту аварийности и снижает надежность работы турбогенераторов на электростанциях 4. Необходимо применение дополнительного оборудования и устройств для снижения перенапряжения в энергосистемах и обеспечения их надежной и безаварийной работы во всех возможных режимах. В связи с этим возникает проблема потребления избыточной реактивной мощности на электростанциях и в электрических сетях энергосистем 5. Ее решение может осуществляться путем совершенствования систем автоматического управления возбуждения синхронных турбогенераторов и создания нового типа турбогенераторов. В данной работе основное внимание уделяется совершенствованию автоматических регуляторов возбуждения турбогенераторов посредством применения нелинейных алгоритмов управления. Для решения проблемы потребления избыточной реактивной мощности на электростанциях в первую очередь должны привлекаться синхронные генераторы, что и осуществляется на практике. Однако работа синхронных турбогенераторов серийного производства в длительных и даже кратковременных режимах потребления реактивной мощности ограничена как по нагреву торцевых зон статора и ротора, так и по условиям устойчивости 2,6,7,8,9,,,.