Аварийная частотная разгрузка энергетических систем

• Автор: Меркурьев, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с.

Оглавление
Введение
1. Аварийная частотная разгрузка энергосистем
1.1. Назначение частотной разгрузки
1.2. Принципы АЧР
1.3. АЧР-1 и АЧР-П
1.4. Краткий обзор литературы
1.5. Постановка проблемы исследований
2. Моделирование энергетической системы
2.1. Структурная схема работы агрегата на энергосистему
2.2. Моделирование элементов регулятора частоты вращения
2.3. Математическое моделирование турбины
2.4. Моделирование генератора
2.5. Передаточные функции генератора
2.6. Математическая модель энергосистемы
Выводы
3.Математическая модель энергосистемы с учетом действия АЧР43
3.1. Основные положения частотной разгрузки
3.2. Модель частотной разгрузки АЧР-1 и АЧР-П
3.3. Линеаризация модели АЧР
3.4. Запаздывание в канале отключения потребителей
3.5. Учет неопределенности исходной информации
3.6. Дополнительное действие АЧР по производной частоты
3.7. Рекомендации по настройке АЧР
3.8. Модель энергосистемы с учетом вращающегося резерва
3.9. Постоянная времени энергосистемы
3.10. Регулирующий эффект нагрузки
Выводы
4. Исследование переходных процессов на ЭВМ
4.1. Постановка вопроса
4.2. Расчет АЧР при конечном числе очередей
4.3. Методика исследования на ЭВМ
4.4. Влияние регулирующего эффекта нагрузки
4.5. АЧР-1 с бесконечно большим числом очередей. Влияние плотности разгрузки на переходную характеристику
4.6. Моделирование запаздывания в канале отключения нагрузки
4.7. Влияние запаздывания на перерегулирование АЧР
4.8. АЧР при наличии резерва в энергосистеме
Выводы
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Выход из строя генерирующих источников приводит к дефициту генерации в энергосистеме, вследствие чего происходит значительное снижение частоты. В таком режиме энергосистема не может работать длительно.

При больших дефицитах восстановление баланса генераторной мощности и нагрузки осуществляют путем отключения части потребителей. Такой способ является единственно возможным способом для восстановления баланса мощностей и подъема частоты до номинального значения. Эту операцию осуществляет автоматическая частотная разгрузка (АЧР), которая широко применяется у нас и за рубежом.
Отключение потребителей следует провести с минимально возможным объемом и с минимально возможным снижением частоты. Подъем частоты необходимо провести быстро до уровня номинального значения и для проведения ресинхронизации и восстановления параллельной работы с энергообъединением.
Как видим, идея АЧР весьма простая. Однако при ее реализации возникает ряд вопросов: когда начинать отключение потребителей, каким должен быть объем отключения, что сделать, чтобы подъем частоты был осуществлен до заданного значения и другие.
Несмотря на многолетний опыт эксплуатации устройств АЧР, многие вопросы частотной разгрузки не решены полностью. Очевидно, главным оправдательным аргументом нерешенности проблемы является ее сложность и неопределенность объема возможного дефицита генерации в той или иной аварии. Следует сказать и об отсутствии в прошлом вычислительной техники, без которой невозможно полное исследование этой проблемы.
Последнее препятствие сейчас устранено — исследователи обладают мощными вычислительными машинами. Это благоприятное обстоятельство позволяет еще раз вернуться к поставленной проблеме, провести всесторонние исследования и попытаться дать рекомендации по улучшению АЧР.
Эти исследования проводились в Северо-Западном филиале «ГВЦ Энергетики» и на кафедре электрических станций СПбГТУ. Результаты исследований и представлены в настоящей диссертации.

Для сохранения устойчивости параллельной работы может использоваться аварийное снижение мощности турбины. Такое снижение должно происходить также в пределах короткого времени. Именно этим обстоятельством объясняется необходимость очень высокой скорости управления мощностью турбины под действием автоматики.
Работа генератора на выделенную нагрузку. Мощность генератора определяется нагрузкой потребителя. При постоянстве напряжения на шинах генератора, потребление зависит только от частоты. В уравнении движения генератора это должно быть учтено так
ЪрАМкиА/. = Рт., (2.21)
где кн =-£- —регулирующий эффект нагрузки.

Для передаточной функции генератора получим

]у{р) = = 1 , = (2.22)
ДР. Т,р + кн Т] р +1
где 7}'

В сравнении с холостым ходом генератора работа на выделенную нагрузку имеет больший запас устойчивости. Это объясняется эффектом саморегулирования нагрузки, а формально — заменой генератора на инерционный элемент (рис.2.10).
Рис. 2.10. Структурная схема агрегата работающего на выделенную нагрузку