WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

На основе проведенного обзора научно обоснована постановка задачи о применении дискретного управления потоком мощности по линиям электропередачи межсистемной связи путем воздействия на отключение / включение ее выключателей и разработки критериев определения моментов отключения / включения этих выключателей с использованием параметров режима, замеряемых на месте установки соответствующего устройства управления.

В третьей главе дано теоретическое обоснование нового подхода к формированию алгоритма дискретного управления асинхронным ходом воздействием на выключатели линии электропередачи межсистемной связи для обеспечения результирующей устойчивости ЭЭС.

Рассмотрен асинхронный ход в простой двухподсистемной энергосистеме, каждая из подсистем которой представлена эквивалентным генератором и нагрузкой, исходя из условия что, подсистема ЭЭС1 является энергоизбыточной, а подсистема ЭЭС2 – энергодефицитной (рис.1).

Рис. 1. Принципиальная схема двухподсистемной ЭЭС

Результирующую устойчивость можно улучшать при таком управлении мощностью по линии электропередачи, когда по ней в подсистему ЭЭС2 передается наибольшее количество электроэнергии. Это достигается, если отключать выключатель линии электропередачи в каждом цикле асинхронного хода, когда взаимный угол сдвига между векторами напряжений U1 и U2 находится вблизи значения, а включение выключателя осуществляется при значениях угла сдвига, кратных.

Проведено исследование динамических характеристик режимных параметров при асинхронном ходе в простейшей ЭЭС (рис. 2), состоящей из генератора, линии электропередачи с промежуточной подстанцией и шин бесконечной мощности (ШБМ), и выявлены закономерности их изменения. На рис. 3, 4, 5 представлены характеристики перетока активных мощностей по линиям электропередачи, характеристики модулей напряжений и характеристика модуля тока. Положительным принимается направление потока мощности от угла в линию электропередачи.

На рис. 3 представлены характеристики перетоков активных мощностей Р, первый индекс которой соответствует номеру узла, а второй - номеру участка ВЛ, на котором производится измерение. Анализ этих характеристик показывает, что протекающая через узлы 1, 2 и 3 активная мощность изменяется по синусоиде, имея положительный максимум в диапазоне изменения угла от 0 до, причем вблизи значения = изменяется направление перетока активной мощности.

Рис. 2. Схема ЭЭС с двумя участками Л1 и Л2 линии электропередачи

Рис. 3. Угловые характеристики перетоков активных мощностей по участкам ВЛ, примыкающим к узлу 1 (), к узлу 2 (), к узлу 3 (,)

Анализ характеристик, отражающих изменения напряжений в узлах 1, 2, 3 в функции угла (рис. 4) показывает, что во всех узлах при провороте ротора генератора Г1 происходит снижение напряжения, причем наибольшее значение достигается при углах. В узле 3 напряжение снижается почти до нуля, что характерно для электрического центра качания (ЭЦК) и может быть использовано при разработке алгоритма дискретного управления асинхронным ходом, если управляющее устройство разместить на промежуточной подстанции (узел 3) линии электропередачи и использовать замеряемые непосредственно на ней параметры режима этой линии электропередачи.

На основе анализа характеристики (рис. 5) можно заключить, что происходит гармоническое изменение тока по ВЛ и амплитудное значение тока достигается при значениях угла, близких к, что также можно использовать при формировании алгоритма управления асинхронным ходом.

Проведены аналогичные исследования при отборе мощности на промежуточной подстанции на линии электропередачи, результат которых показывает, что выше установленные закономерности режимных параметров при асинхронном ходе в этом случае сохраняются в силе.

На основе выявленных закономерностей изменений режимных параметров при асинхронном ходе разработаны критерии и условия отключения и включения выключателя линии электропередачи межсистемной связи.

При выполнении условий по напряжению и по току отключение выключателя осуществляется, когда выполняется критерий по активной мощности, где – уставка, что равнозначно выполнению условия изменения направления передачи активной мощности в обратную сторону.

Рис. 4. Характеристики модулей напряжений в узлах 1, 2 и 3

Рис. 5. Характеристика тока по линии электропередачи

На каждом цикле проворота ротора генератора при отсутствии блокировки по относительной скорости вращений двух подсистем (напряжений и на вводах и выводах отключенного выключателя ВЛ), последующее включение выключателя осуществляется при достижении углом значения или кратного ему по критерию.

Рис. 6. Блок-схема алгоритма дискретного управления асинхронным режимом

В разработанном алгоритме используются параметры режима, замеряемые непосредственно на той подстанции, где расположены управляющее устройство и используемый при управлении выключатель линии электропередачи межсистемной связи, что удобно при практической реализации.

На рис. 6 представлена блок-схема разработанного алгоритма дискретного управления асинхронным ходом в ЭЭС воздействием на выключатели линии электропередачи межсистемной связи. Данная блок-схема справедлива для всех трех случаев установки управляющего устройства (УУ) в начале, в середине или в конце линии электропередачи. Различие для каждого случая имеет место в численных значениях уставок по мощности, току и напряжению. Принято, что положительным является направление активной мощности в исходном рабочем режиме работы ЭЭС.

Для работы алгоритма необходимы задаваемые исходные значения: – уставка по активной мощности линии электропередачи; – уставка по току линии электропередачи; – уставка по напряжению в узле подключения УУ; – уставка по углу сдвига фаз между напряжениям на входе и выходе управляемого выключателя линии электропередачи; – уставка по относительной скорости взаимного движения связываемых подсистем ЭЭС; – измеряемое значение скорости такого движения подсистем (в данной работе принято, что =, где и – текущие измеряемые значения скоростей изменения угла сдвига фаз напряжений соответственно на входе и выходе отключенного выключателя относительно синхронной вращающейся оси); – заданное значение интервала времени, достаточное для получения сигнала от устройства релейной защиты о том, что оно находится в состоянии запуска; – заданная уставка по интервалу времени, в течение которого измеряемое значение скорости превышает значение своей уставки и поэтому управляющее устройство не запускается, а находится в отключенном состоянии; –интервал времени, в течение которого измеряемое значение скорости вращения двух подсистем превышает значение своей уставки; R – логичное значение сигнала от устройства релейной защиты, который имеет значение либо 1 либо 0, R = 1 соответствует состоянию запуска устройства релейной защиты, а R = 0 соответствует его отключенному состоянию; и – текущие измеряемые значения сответственно активной мощности и модуля тока линии электропередачи; – текущее измеряемое значение модуля напряжения в узле подключения УУ;

Рис. 7. Схема замещения ОЭС Вьетнама

и – текущие измеряемые значения углов сдвига напряжений соответственно на входе и выходе отключенного выключателя относительно синхронной вращающейся оси.

Важным фактом, влияющим на эффективность разработанного дискретного алгоритма управления асинхронным ходом, является быстродействие управляемого выключателя ВЛ. На основе проведенного обзора публикаций о быстродействии выключателей 500 кВ рекомендовано применять вакуумный выключатель, имеющий наилучшие характеристики по быстродействию.

В четвертой главе представлена математическая модель, используемая при расчетах переходных процессов в ОЭС Вьетнама с помощью промышленной программы МУСТАНГ с учетом разработанного алгоритма дискретного управления асинхронным ходом. Проведены исследования эффективности разработанного алгоритма управления, в основе которого использованы разработанные критерии отключения / включения выключателей линий электропередачи межсистемной связи. Исследования проведены для простой двухмашинной схемы и для сложной пятимашинной схемы ЭЭС, а также для девятимашинной схемы замещения ОЭС Вьетнама (рис. 7).

В девятимашинной схеме замещения ОЭС Вьетнама в качестве больших возмущений рассмотрено трехфазное короткое замыкание (КЗ) на линии электропередачи, в результате которого возникает продолжительный асинхронный ход в ОЭС. Полученные расчетом характеристики режимных параметров представлены в рис. 8 10.

Рис. 8. Зависимость углов сдвига роторов генераторов от времени

На основе проведенных расчетов установлено, что при передаче мощности по линиям электропередачи 500 кВ от узла 506 к узлу 502 целесообразна установка в узле 504 управляющего устройства для воздействия на отключение / включение выключателей линий электропередачи 502-504.

Управление коммутационным воздействием на выключатели двухцепных линий электропередачи 500 кВ 502-504 осуществляется в соответствии с разработанным алгоритмом. Выключатели В1 и В2 отключаются в момент, когда выполняются условия:

;

(А);

(кВ),

где и – активная мощность и ток по той цепи линии электропередачи 502-504, которая остается в работе; – модуль напряжения на подстанции 504.

Рис. 9. Зависимость скольжения роторов генераторов от времени

При реализации разработанного алгоритма принято время отключения и включения выключателя равным времени отключения и включения вакуумного выключателя: сек, сек.

Принято, что уставка по току равна 1400 А и в два раза превышает рабочий ток 670 А; уставка по напряжению равна 300 кВ, что много меньше допустимого рабочего напряжения.

Рис. 10. Зависимость потока активной мощности по линии электропередачи 504-502 от времени

Рис. 11. Зависимость углов сдвига роторов генераторов от времени

Выключатель включается при значении разности фаз напряжений и равном, когда выполняется условие <=5, где – разность фаз напряжений и на подстанциях 504 и 502.

Рис. 12. Зависимость скольжения роторов генераторов от времени

Рис. 13. Зависимость потока активной мощности по линии электропередачи 504-502 от времени

При применении разработанного алгоритма дискретного управления получается достаточно быстрая ресинхронизация асинхронного хода (через примерно 14 с). Полученные по результатам расчетов характеристики показаны на рис. 11 13.

Проведены также исследования при КЗ на разных линиях электропередачи межсистемной связи и при разных значениях отбора мощности на промежуточной подстанции 505.

Результатами проведенных исследований подтверждена достаточно высокая эффективность разработанных алгоритмов дискретного управления, что не только обеспечивается быстрая ресинхронизация выпавших из синхронизма подсистем, но и сокращается продолжительность асинхронного хода и уменьшается размах колебаний параметров режима по межсистемной связи и в подсистемах. С уменьшением времени отключения и включения управляемого выключателя на ВЛ ( сек и сек) эффективность дискретного управления возрастает (сокращается продолжительность асинхронного хода до 6 сек). Поэтому становятся актуальными работы по повышению быстродействия коммутационной аппаратуры вплоть до ее специального изготовления по заказу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный анализ состояния энергосистемы Вьетнама показывает, что при трехфазных коротких замыканиях на межсистемной связи может нарушаться динамическая устойчивость и возникать асинхронный ход между объединяемыми энергосистемами и в силу этого особенно актуальной становится проблема сохранения результирующей устойчивости и разработка мероприятий по ее обеспечению.

  1. Разработан подход к формированию алгоритмов дискретного управления асинхронным ходом в ЭЭС воздействием на отключение и включение выключателей линий электропередачи межсистемной связи, позволяющий формировать алгоритмы управления, обеспечивающие повышение результирующей устойчивости энергосистемы.
  2. Проведенными исследованиями на аналоговой модели ЭЭС (расчетный стол переменного тока) выявлены закономерности в изменении режимных параметров при асинхронном ходе в простой энергосистеме и на их основе разработаны критерии, позволяющие с использованием параметров режима, замеряемых непосредственно на подстанции с управляющим устройством, определять в реальном времени моменты циклов отключения и включения выключателей линий электропередачи межсистемной связи для управления возникающим асинхронным ходом.
  3. Подтверждена эффективность разработанного алгоритма дискретного управления асинхронным ходом в сложной ЭЭС, состоящей из двух подсистем, объединенных межсистемной связью с отбором мощности на промежуточной подстанции, которая выражается не только в успешной ресинхронизации, но и в сокращении продолжительности существования асинхронного хода и в уменьшении размаха колебаний параметров режима по линиям электропередачи межсистемной связи.
  4. Проведенные исследования позволяют предъявить повышенные требования к коммутационной аппаратуре в отношении ее быстродействия при выполнении операций отключения и включения, для удовлетворения которых становится целесообразным применять вакуумные выключатели с наилучшими характеристиками вплоть до их специального изготовления.
  5. Управляющее устройство с разработанным алгоритмом дискретного управления следует применить как дополнительную составляющую устройства АЛАР, так как его включение в состав АЛАР позволяет расширить функции устройства АЛАР не только по ликвидации асинхронного хода, но и по ограничению колебательности параметров режима в электрической сети и по сокращению продолжительности асинхронного хода в ЭЭС в ряде случаев без отключения части генераторной мощности в энергоизбыточной подсистеме.
  6. Для управления с использованием разработанного алгоритма дискретного управления потребуется применять микропроцессорное управляющее устройство и вакуумные выключатели с высоким быстродействием, возможно сециального изготовления, а также микропроцессорные системы управления и защиты для линии электропередачи.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

Pages:     | 1 || 3 |






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