WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Сильная статическая зависимость регулируемой величины от внешних воздействий иногда является нежелательной, поскольку создает погрешность управления, а самое главное, уменьшает запас статической апериодической устойчивости. Поэтому статизм САУ необходимо уменьшать. Наиболее простой путь уменьшения статизма и увеличения точности регулирования – это увеличение коэффициента усиления регулятора.

Табл. 1. Главные обратные связи внешнего регулятора ОРПМ.

Название

Схема

Уравнения (для установившегося режима)

1

регулятор тока шунтового преобразователя

2

регулятор напряжения шунтового преобразователя

3

регулятор напряжения последовательного преобразователя

4

регулятор тока последовательного преобразователя

Для оценки влияния коэффициентов усиления четырех каналов на точность регулирования, проведена серия расчетов режимов при значениях коэффициентов усиления, равных 1 и 500.

По результатам расчетов строятся зависимости регулируемых параметров от угла, приведенные на Рис. 4. По этим зависимостям видно, что при значениях коэффициентов равных 1, отклонения регулируемых параметров,, незначительны во всем диапазоне углов. Увеличение до значения 500 приводит к тому, что отклонения практически отсутствуют, что соответствует идеальному регулированию при.

В общем случае оценка апериодической статической устойчивости требует расчета исследуемого установившегося режима и расчета свободного члена характеристического уравнения (). Критерием устойчивости без учета самораскачивания является условие положительности. На данном этапе исследований для оценки апериодической устойчивости относительно простой схемы электропередачи целесообразно воспользоваться известным практическим критерием устойчивости.

Рис. 4. Зависимости регулируемых параметров от угла. 1 - ; 2 -.

Рис. 5. Угловая характеристика мощности и зависимость. Значения, а так же нормированы, для того, чтобы построить эти кривые в одном масштабе.

Для оценки справедливости практического критерия были построены зависимости при различных значениях коэффициентов усиления Рис. 5. Смена знака и нарушение апериодической устойчивости происходит в области, где частная производная меняет знак. Это говорит о справедливости применения практического критерия для оценки условий апериодической устойчивости.

Рис. 6. Угловые характеристики мощности электропередачи ——кВ; кВ;, штрих – пунктир - некомпенсированная электропередача (без ОРПМ).

Максимум угловой характеристики - зависит от и (Рис. 6). Наименьшее значение максимума угловой характеристики достигается при максимальных значениях напряжения : и. Значение определяется мощностью оборудования. В рассматриваемой расчетной схеме принято. Таким образом, для оценки запасов устойчивости (пропускной способности) во всем диапазоне регулирования в качестве определяющей служит характеристика, построенная при и. Её максимальное значение для рассматриваемой электропередачи. Предельная передаваемая мощность, соответствующая запасу, определяет наименьшую пропускную способность управляемой электропередачи в нормальном установившемся режиме.

При регулировании ОРПМ существует опасность выхода режима системы из допустимой области по одному или сразу нескольким параметрам. Для ОРПМ это особенно актуально, т. к. регулирование осуществляется сразу по трем параметрам режима. Ограничения, накладываемые на параметры режима, определяются по условиям надежности, качества и экономичности функционирования энергосистемы. Регулятор ОРПМ должен учитывать такие ограничения. Это может быть осуществлено, например, за счет ограничений диапазона регулирования. Однако, в некоторых случаях, это в свою очередь, может ограничить функциональные возможности устройства.

Если задавать уставки регуляторов нескоординировано, то появляется риск выхода режима из допустимой области по напряжению (Рис. 7).

а) б)

Рис. 7. Зависимости напряжения от угла.

Показано, что для того чтобы синтезируемый регулятор удовлетворял требованию о выполнении ограничений, накладываемых на напряжения, необходимо ввести в его схему элемент, осуществляющий расчет уставок и по уравнениям на основе заданных значений напряжений ОРПМ (, ) и угла между ними ():

,

Заданные значения напряжений, получаются из условий оптимальности и осуществимости режима и, следовательно, учитывают автоматически все ограничения, накладываемые на его параметры. Оценка соответствия полученной структурной схемы основного канала регулирования ОРПМ всем требованиям была осуществлена на схеме Рис. 8, содержащее неоднородный участок 500/220 кВ.

Рис. 8. Схема неоднородной электропередачи.

Для оценки преимущества комплексного регулирования при помощи ОРПМ, режимные характеристики ОРПМ приводятся в сравнении с режимными характеристиками фазорегулирующего трансформатора ФРТ.

Предполагается, что регулируемое устройство (ОРПМ либо ФРТ) установлено в начале линии 220 кВ.

Основная проблема неоднородных сетей – это перегрузка по току линий меньшего класса напряжений. При изменении угла ФРТ (ОРПМ) можно добиться снижения тока линии до допустимых значений.

Однако, в случае с ОРПМ пропускная способность электропередачи значительно больше, что говорит о преимуществе ОРПМ, при сравнении его режимных характеристик с таковыми у ФРТ (Рис. 9).

Рис. 9. Сравнение угловых характеристик управляемой электропередачи, оснащенной 1 – ОРПМ; 2 - ФРТ.

При больших диапазонах изменении транзита мощности, изменения напряжений в узловых точках могут стать недопустимыми. Характеристики изменения напряжений в узловых точках Рис. 10 показывают, что при использовании ОРПМ диапазон изменения напряжения существенно меньше, чем в альтернативном варианте с ФРТ. Это достигается за счет возможности ОРПМ осуществлять независимую компенсацию реактивной мощности в узле подключения и за счет этого стабилизировать напряжение в этом узле во всех режимах.

Необходимость разгрузки линии возникает только при транзите достаточно большой мощности. По угловым характеристикам мощности можно определить, что предельным режимом рассматриваемой электропередачи является режим передачи мощности порядка 1900 МВт. Далее рассматриваются подробно характеристики сравниваемых устройств в таком режиме. При отсутствии регулирования ток линии превышает допустимое значение (1.92 кА) (Рис. 11). Для того чтобы снизить ток линии 220 кВ необходимо уменьшать угол напряжения в начале этой линии. При этом существует такое значение угла добавочного напряжения (как в случае с ФРТ, так в случае с ОРПМ), при котором суммарные потери активной мощности линии электропередачи будут минимальны. Действительно, как видно из Рис. 12 кривые потерь для ФРТ и ОРПМ имеют ярко выраженный минимум. Следовательно, наиболее оптимальным регулированием будет считаться то, при котором достигается минимум потерь активной мощности в линиях. При этом большего эффекта от такого регулирования можно достичь при использовании ОРПМ, т. к. минимум кривой потерь в линиях в этом случае проходит ниже, чем в случае с ФРТ.

Рис. 10. Напряжения шин 500 кВ и 220 кВ. 1 – ОРПМ; 2 - ФРТ.

Рис. 11. Ток линии 220 кВ. 1 – ОРПМ; 2 - ФРТ.

Приведенные потери рассчитаны без учета потерь активной мощности в самих устройствах (ФРТ, ОРПМ).

Снижение потерь в линиях (на 20 МВт) в случае с ОРПМ, является следствием способности устройства поддерживать значения напряжений на достаточно высоком уровне при увеличении нагрузки. Удельные потери в линиях (в отношении к передаваемой на головном участке мощности) составляют: при ФРТ - 9.8%, при ОРПМ – 8.7%. Высокие значения удельных потерь являются следствием предельной загрузки сечений ЛЭП.

Рис. 12. Сравнение потерь активной мощности в линиях. 1 – ОРПМ; 2 - ФРТ.

Небольшое снижение потерь (1%) достигается за счет большой величины генерируемой шунтовым преобразователем реактивной мощности () (Рис. 13) для поддержания заданного уровня напряжения ( кВ). Если допустить снижение напряжения ( кВ), то заметно снижается (Рис. 13). При этом снижается и требуемая (номинальная) мощность ОРПМ с 600 МВА до 320 МВА.

Рис. 13. 1 – активная мощность преобразователей; 2 – реактивная мощность шунтового преобразователя; 3 – реактивная мощность последовательного преобразователя. ——— - кВ; - - - - -- кВ.

Глава 3. Выбор системы стабилизации ОРПМ.

Для обеспечения колебательной статической устойчивости и демпфирование свободных колебаний, структуру основных каналов регулирования дополняют системой стабилизации, т.е. дополнительными каналами, в качестве параметров регулирования которых, используются производные параметров режима (Рис. 14).

Рис. 14. Общая структурная схема автоматического регулятора.

На Рис. 14 - выходной сигнал регулятора (); - постоянная времени преобразователя; - коэффициент усиления канала регулирования по отклонению режимного параметра (); - коэффициент усиления канала регулирования по производной режимного параметра. Таким образом, задачей выбора структуры стабилизации является выбор числа производных и параметра регулирования.

С помощью метода синтеза систем автоматического регулирования высокой точности была выбрана только структура канала стабилизации.

Согласно методу синтеза при система будет устойчива, если в закон регулирования ОРПМ вводится производная угла вектора напряжения на входе устройства. Для проверки справедливости этого положения при конечных были проведены исследования устойчивости энергосистемы, содержащей управляемую электропередачу Рис. 2 для трех режимов МВт.

Табл. 2. Результаты расчетов областей устойчивости при АРВ ПД и стабилизации ОРПМ.

Параметр

регулятор тока шунтового преобразователя

регулятор тока последовательного преобразователя

регулятор напряжения шунтового преобразователя

регулятор напряжения последовательного преобразователя

затухание 0.44

Затухание 0.26

Затухание 0.2

Затухание 0.44

область устойчивости отсутствует

То же

То же

То же

Затухание 0.17

То же

То же

То же

Если на генераторе установлен АРВ ПД, то рассматриваемые три режима при заданной настройке АРВ (ед.возб./ед.напр, с) являются неустойчивыми.

Представленные в диссертации результаты подтверждают сделанный на основе метода синтеза вывод о том, что устойчивость системы обеспечивается при введении в закон регулирования производных угла напряжения на входе ОРПМ и при конечных коэффициентах усиления основного канала регулирования. Для рассматриваемой системы, наилучшее демпфирование достигается при использовании в качестве параметра стабилизации угол. Причем такой уровень демпфирования достигается даже если генераторы оснащены АРВ ПД, с настройкой, которая не обеспечивает статической устойчивости Табл. 2.

Если на генераторах установлены АРВ СД (ед.возб./ед.напр, с), система будет устойчива вплоть до пределов по апериодической устойчивости. Кроме того существует единая для всех режимов транзита мощности настройка АРВ с затуханием не ниже 0.5 (, ). При этой настройке возможно улучшить условия устойчивости, если в дополнении к АРВ СД ввести в закон регулирования напряжения ОРПМ первую и вторую производные угла :

,

где с, с. Если выбрать настройку,, то при такой настройке в режимах и МВт будет обеспечиваться затухание не ниже 0.7, а в режиме МВт не ниже 0.5 (Рис. 15).

Рис. 15. Области равной степени устойчивости с затуханием 0.7. А –общая для двух режимов область.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Разработанная математическая модель электропередачи, оснащенной ОРПМ, может применяться при определенных условиях и для случаев установки других устройств как продольного, так и поперечного типа. Эта математическая модель универсальна и может использоваться в схемах любой сложности, а также в программах расчета режимов электроэнергетических систем.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»