Математическая модель системы регулирования возбуждения синхронной машины, работающей в энергосистеме, ее статическая устойчивость. Современные системы возбуждения синхронных генераторов, способы повышения надежности и эффективности их регулирования.
Аннотация к работе
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИЯЕе решением успешно занимались многие научные и проектные организации, а выполненные исследования явились важным вкладом в теорию и практику устойчивости электрических систем. Одним из главных результатов этих исследований стало внедрение на электростанциях бывшего СССР сильного регулирования возбуждения синхронных генераторов, которое при минимальных капитальных затратах обеспечивает работоспособность генераторов как обычного, так и нетрадиционного исполнения, решает вопросы повышения устойчивости и надежности процесса передачи электроэнергии, а также распределения реактивной мощности и минимизации потерь в сетях. Результаты исследований, в частности анализ устойчивости гидрогенераторов при работе на ЛЭП большой протяженности и на ЛЭП, отходящих в несколько энергосистем, а также вопросы структуры и характеристик системы возбуждения полностью сохранили свое значение в настоящее время. Если в передовых странах Запада вплоть до 80-х годов существовало устойчивое мнение, что в мощных энергообъединениях со стабилизацией режимов вполне могут справиться инерционные системы возбуждения пропорционального типа, то в СССР сразу была поставлена задача исследования и внедрения регулирования возбуждения со стабилизацией по производным режимных параметров, получившего название «сильное регулирование». Многолетняя научная и инженерная работа авторов в области регулирования возбуждения убедила их в том, что актуальными задачами являются как совершенствование АРВ и возбудителей, так и устранение разрыва между теорией регулирования и практикой проектных, наладочных работ и эксплуатации аппаратуры регулирования на станциях.Что касается исследования устойчивости сложных регулируемых систем, то его обычно рекомендуется проводить теми же общими методами, включающими анализ характера решений систем дифференциальных уравнений, частотные методы, метод D-разбиения, определение комплексных амплитуд переменных, непосредственный учет корней характеристического уравнения и различные модификации этих методов. С одной стороны, по мере роста порядка дифференциальных уравнений возрастает время расчетов, повышаются требования к объему памяти и быстродействию ЭВМ, а с другой - даже в том случае, если удается получить решение задачи, перед исследователем неизбежно встает проблема осмысления и упорядочения огромного объема информации. В результате существенно осложняются постановка и решение задачи выбора оптимальных законов и коэффициентов регулирования, Обычно применяют метод последовательных приближений, задавая коэффициенты регулирования на всех станциях, кроме одной, и определяя оптимальный закон регулирования для этой станции. При разработке такого метода [21 ] особое внимание было обращено на то, что при исследовании устойчивости электростанций, примыкающих к энергосистеме, выборе и наладке систем регулирования возбуждения в подавляющем большинстве случаев определяющим является общее одночастотное движение исследуемых агрегатов относительно мощных энергообъединений. Рассмотрим известные уравнения активной и реактивной мощностей эквивалентной схемы: Возведя (1.1) и (1.2) в квадрат и сложив их между собой, получим: Разность (1.3) для двух отличающихся друг от друга режимов дает квадратное уравнение с одним неизвестным ХВН: В процессе нормальной работы станции необходимо реализовать с минимально возможным разрывом по времени два установившихся режима и зафиксировать в них значения Ui, P?I, Q?I.Следовательно, необходимо иметь или достаточно полную, но сложную модель, отражающую оба типа движения, или две более простые модели объекта: одну для случая внешнего, другую для случая внутригруппового движения, с тем чтобы проводить исследование эффективности любого регулятора или закона регулирования последовательно. Такая модель для внешнего движения может быть составлена с помощью уравнений Парка-Горева для схемы «машина-линия-шины» (рис. С учетом этих допущений система уравнений, описывающих работу электропередачи, будет иметь вид [5]: Линеаризованная система соответственно: После несложных преобразований система (1.7) может быть сведена к двум уравнениям: Для гидрогенераторов следует пользоваться уравнением (1.9). Для составления правильной расчетной модели рассмотрим систему из двух генераторов, включенных на общие шины и работающих через линию с сопротивлением ХВН на систему бесконечной мощности (рис. При тех же допущениях, которые были приняты для внешнего движения, можно составить следующую систему уравнений: уравнения первой машины относительно ее осей d и q: уравнения второй машины относительно ее осей d и q: уравнения преобразования системы координат второй машины к осям первой машины: уравнения внешней сети: уравнения баланса токов: Если предположить, что Г1 и Г2 - турбогенераторы с одинаковыми параметрами, то в уравнениях (1.11-1.
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ, РАБОТАЮЩЕЙ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ
1.1 МЕТОД ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЯ ВНЕШНЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ СТАНЦИИ
1.2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕШНЕГО И ВНУТРИГРУППОВОГО ДВИЖЕНИЯ
1.3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА
ГЛАВА 2. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛЕНИЯ ПО ОТКЛОНЕНИЮ НАПРЯЖЕНИЯ