WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Нгуен Тхи Нгует Хань

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ХОДОМ В ДВУХПОДСИСТЕМНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Специальность 05.14.02 – «Электростанции

и электроэнергетические системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2008 г.

Работа выполнена на кафедре Электроэнергетических систем Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Зеленохат Николай Иосифович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Шакарян Юрий Гевондович

кандидат технических наук

Бабыкин Владимир Викторович

Ведущая организация:

ОАО «СО ЕЭС»

Защита диссертации состоится « 19 » сентября 2008 г. в 15 час. 00 мин. в аудитории Г-200 на заседании диссертационного совета Д 212.157.03 при Московском энергетическом институте (Техническом университете), по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан « » 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.03

кандидат технических наук,

доцент Бердник Е.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение устойчивости является одной из главных задач проектирования и эксплуатации электроэнергетических систем (ЭЭС). Нарушение устойчивости параллельной работы генераторов и появление в ЭЭС длительного асинхронного хода может приводить к нарушению электропитания большого количества электропотребителей и даже к полному развалу ЭЭС. Поэтому, проблема обеспечения устойчивости ЭЭС становится все более острой при объединении энергосистем и увеличении их мощностей, так как устойчивость довольно часто нарушается именно по слабым связям, соединяющим отдельные энергосистемы в их объединении.

При нарушении динамической устойчивости и возникновении асинхронного режима предусматривается работа автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР). В зависимости от складывающейся ситуации в электроэнергетических системах ликвидация асинхронного режима этой автоматикой производится осуществлением соответствующих управляющих воздействий на синхронные генераторы и на нагрузку ЭЭС, чтобы создать необходимые условия для ресинхронизации, или делением ЭЭС на несинхронно работающие части (подсистемы).

Формируемые с помощью АЛАР управляющие воздействия для устранения асинхронного режима в ЭЭС могут оказаться не достаточно эффективным, особенно в ЭЭС с малым резервом установленной генераторной мощности и при наличии слабых связей.

Для осуществления ресинхронизации применяемые в ЭЭС устройства АЛАР формируют управляющие воздействия, направленные на изменение генераторной мощности электростанций вплоть до отключения отдельных генераторов или на отключение части электрической нагрузки. Если этого оказывается недостаточно, то после нескольких циклов асинхронного хода или по истечении определенного времени при отсутствии ресинхронизации АЛАР срабатывает на деление ЭЭС на несинхронно работающие подсистемы и вводится запрет автоматическое повторное включение (АПВ). Такое деление является крайне нежелательным, особенно если ЭЭС имеет малый резерв установленной генераторной мощности в энергодефицитной подсистеме, так как такая подсистема при делении ЭЭС утрагивает мощность, передававшуюся по межсистемной связи. Поэтому становится необходимым отключать примерно такую же мощность электропотребителей, какая передавалась по межсистемной связи в исходном режиме.

В связи с этим возникает необходимость в поиске новых подходов к решению проблемы повышения результирующей устойчивости ЭЭС, в разработке алгоритмов управления асинхронным ходом, обеспечивающих сокращение продолжительности асинхронного хода и успешную ресинхронизацию подсистем. В качестве объекта исследования в диссертации рассматривается объединенная энергосистема (ОЭС) Вьетнама, представляющая собой две подсистемы, связанные между собой межсистемной связью с двумя линиями электропередачи 500 кВ.

Целью работы является разработка алгоритма дискретного управления асинхронным ходом в двухподсистемной энергосистеме воздействием на выключатели линий электропередачи межсистемной связи для повышения ее результирующей устойчивости и исследование его эффективности применительно к простой и объединенной энергосистеме Вьетнама.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

  • проведение теоретических исследований в направлении поиска научной основы для разработки нового подхода к формированию алгоритмов управления асинхронным ходом в ЭЭС и обеспечения сохранения ее результирующей устойчивости;
  • научное обоснование возможности и целесообразности применения дискретного управления потоком мощности по линиям электропередачи в составе межсистемной связи двух подсистем в объединенной энергосистеме;
  • разработка критериев, позволяющих с использованием параметров режима, замеряемых непосредственно на подстанции с установленными управляющими устройствами, определять в реальном времени моменты циклов отключения и включения выключателей линий электропередачи для управления асинхронным ходом по межсистемной связи;
  • формирование алгоритмов управления асинхронным ходом с использованием разработанных критериев;
  • исследование эффективности управления асинхронным ходом в ОЭС Вьетнама с использованием разработанных алгоритмов управления.

Научная новизна работы.

  1. Разработан новый подход к формированию алгоритмов управления асинхронным ходом в ЭЭС, схема замещения которой может быть представлена двумя подсистемами и межсистемной связью.
  2. Разработаны критерии определения моментов отключения и включения выключателей линий электропередачи межсистемной связи при асинхронном ходе по ней с целью создания наилучших условий для ресинхронизации.
  3. Разработан алгоритм дискретного управления асинхронным ходом по межсистемной связи в ЭЭС с целью обеспечения сохранения ее результирующей устойчивости.
  4. Проведенными исследованиями доказана эффективность и целесообразность применения разработанного алгоритма дискретного управления выключателем линии электропередачи в составе межсистемной связи при асинхронном ходе в энергообъединении Вьетнама.

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы основные положения теории электромеханических переходных процессов в электроэнергетических системах, методы математического моделирования и анализа устойчивости, а также критерии оценки качества переходных процессов в ЭЭС при больших возмущениях.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследования режимных свойств ЭЭС при асинхронном ходе, использованием проверенных на практике математических и цифровых моделей ЭЭС и подтверждается результатами выполненных расчетов с использованием современных вычислительных машин, а также сопоставлением переходных процессов, полученных без учета и с учетом разработанного алгоритма дискретного управления применительно к объединенной энергосистеме Вьетнама.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные технически реализуемые алгоритмы дискретного управления асинхронным ходом в энергосистемах могут найти применения как в обычных, так и в современных микропроцессорных устройствах автоматики ликвидации асинхронных режимов для установки на системообразующих и межсистемных связях в сложных и объединенных энергосистемах.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы российскими научно-исследовательными и производственными организациями, занимающимися решением задач управления асинхронными режимами в электроэнергетических системах и повышением эффективности управления их результирующей устойчивостью, они могут быть использованы соответствующими организациями во Вьетнаме.

Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на XI и XIV международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика» в 2005 и 2008 годах (г. Москва), а также на заседании кафедры «Электроэнергетические системы» МЭИ (ТУ).

Публикации. По результатам исследований опубликованы одна статья в журнале «Вестник МЭИ» и тезисы трех докладов на конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы и приложения. Объем работы включает в себя 156 страниц основного текста, 94 рисунка, 2 таблицы и 82 единицы списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи работы, приведены положения, отражающие научную новизну и практическую ценность работы, а также дано краткое содержание диссертационной работы.

В первой главе дана характеристика энергосистемы Вьетнама как объект исследования. Выявлены особенности ее конфигурации в виде двух ЭЭС, связанных длинными линиями электропередачи 500 кВ. Объединенная энергосистема Вьетнама имеет малый резерв установленной мощности и в пиковое времени работает даже без резерва.

Анализ аварийных ситуаций в объединенной энергосистеме Вьетнама в периоде показывает, что проблема обеспечения динамической и результирующей устойчивости в объединенной энергосистеме Вьетнама становится все более актуальной. Исследование динамических свойств ОЭС Вьетнама позволило выявить ряд случаев, когда при сильных возмущениях в виде коротких замыканий на линиях электропередачи 500 кВ происходит нарушение динамической устойчивости и возникают продолжительные асинхронные ходы в объединенной энергосистеме Вьетнама. В связи с тем становится актуальной задача управления асинхронными ходами в ОЭС Вьетнама и поиска новых подходов к формированию алгоритмов управления перетоками активной мощности по межсистемной связи 500 кВ.

Во второй главе дана характеристика проблемы управления асинхронным ходом в ЭЭС и определяются пути ее решения. Дается обзор публикации по существующим режимным мероприятиям, повышающим результирующую устойчивость ЭЭС. Особое внимание уделяется выбору моментов отключения и включения выключателей линий электропередачи межсистемных связей при асинхронном ходе по ним.

Рассмотрен ряд известных существующих устройств автоматики ликвидации асинхронного режима: релейно-контактная АЛАР, селективная автоматика прекращения асинхронного хода (САПАХ) и микропроцессорная АЛАР-М.

Основное устройство релейно-контактной АЛАР строится на использовании трех направленных реле сопротивления, имеющих круговую или эллиптическую характеристику с регулируемыми смещением и углом максимальной чувствительности, а также одного максимального реле мощности с регулируемым углом максимальной чувствительности. Эти реле совместно с соответствующей логической схемой обеспечивают выявление и ликвидацию асинхронного хода по линии электропередачи.

Недостатками такого типа АЛАР является то, что первая быстродействующая ступень не способна выявить асинхронный ход в энергосистеме при большом скольжении на первом цикле из-за использования в качестве фиксации скорости разновременности срабатывания реле сопротивления, а вторая и третья ступени не являются быстродействующими, они срабатывают только через нескольких циклов асинхронного хода.

Принцип работы устройства САПАХ основано на контролировании угла между векторами эквивалентных ЭДС двух подсистем, что достигается путем моделирования векторов напряжений в расчетных точках сети и связи, изменения угла между этими векторами напряжений с углом между векторами эквивалентных ЭДС. Использование в САПАХ эквивалентных параметров схемы замещения, которые не являются однозначно определяемыми, может приводить к недостаточно эффективному действию устройства.

Более совершенными являются микропроцессорные АЛАР-М. В них используются быстродействующие алгоритмы обработки информации и формирования противоаварийных управляющих воздействий в реальном времени, имеется возможность прогнозирования развития асинхронного процесса на основе граничных фазовых характеристик устойчивости энергосистемы в переходных процессах. Однако алгоритм управления в АЛАР-М ориентирован на использование параметров режима, отражающих поведение подсистем в виде эквивалентов, что может создавать известные затруднения при определении их численных значений.

В адаптивном алгоритме выявления асинхронного режима используются параметры контролируемого участка линии электропередачи и мгновенные замеряемые значения векторов ее напряжений и тока и на их основе приближенно определяются вектора ЭДС эквивалентных генераторов и угол сдвига между ними. При больших скольжениях могут возникать погрешности при определении ЭДС эквивалентных генераторов и угла сдвига между ними.

Общим недостатком всех АЛАР является то, что их управляемые сигналы направлены на изменение мощности электростанций или на отключение части нагрузки, что иногда может оказаться недостаточно эффективным мероприятием и поэтому для ликвидации асинхронного хода в ряде случаев приходится осуществлять деление энергосистемы на несинхронно работающие подсистемы.

На кафедре электроэнергетических систем было предложено осуществлять управление перетоком мощности при асинхронном ходе по межсистемной связи воздействием на выключатели межсистемной связи, однако для реализации разработанного алгоритма управления также требуется информация об углах сдвига роторов эквивалентных генераторов связываемых подсистем. Причем рассматривается одноцепная линия электропередачи межсистемной связи подсистем, тогда как такие связи чаще всего могут быть и двухцепными.

Pages:     || 2 | 3 |






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