5.1. Определение запаса статической устойчивости ПАР

     ^{Предельная мощность по условиям статической устойчивости для рассматриваемого сечения в ПАР определяется по той же методике, что и для доаварийного режима.}

    ^{По  величине предельной мощности определяется коэффициент запаса статической устойчивости для ПАР, который сравнивается с нормированным значением (0,08).}

    ^{Если  К_с оказывается меньше нормированного (0,08), то делается вывод о необходимости применения АПНУ для предотвращения нарушения статической устойчивости ЭЭС при появлении данного послеаварийного режима.}

    ^{Если  при заданных условиях для ПАР режим  не существует («режим не балансируется»), то это значит, что статическая устойчивость его не обеспечивается, т.к. рассматриваемое сечение недопустимо перегружается.}

    ^{При этом утяжеление теряет смысл, и сразу  делается вывод о  необходимости применение АПНУ для предотвращения нарушения статической  устойчивости ЭЭС.  Предельная мощность в подобных случаях может быть определена одним из двух способов. Первый способ: «методом облегчения режима» - постепенно малыми шагами разгружают рассматриваемое сечение и пытаются рассчитать режим; первый существующий режим и есть предельный.}

    ^{Дальнейшее  «облегчение» позволяет  получить максимально  допустимый режим (при нормированном К_с=0,08), по результатам которого определяются дозы УВ.}

    ^{Второй  способ: применяя большой  объем разгрузки  сечения, существенно  «облегчают» режим, рассчитывают его.}

    ^{Далее, отталкиваясь от этого  режима, методом утяжеления определяют предельную мощность, а затем находят необходимые управляющие воздействия}.

     Заданный  послеаварийный режим определяется отключенной связью 15-18. Расчет этого режима выполняется аналогично доаварийному после удаления предварительно связи 15-18 в массиве ветвей. При этом все коррективы для доаварийного режима сохраняются.

     _{После отключения ЛЭП режим не балансируется.}

5.2. Определение места приложения и вида УВ

    Данная  задача решается приближенно на основе анализа результатов расчета исходного послеаварийного режима. Требуется выявить избыточную и дефицитную части ЭЭС, наметить подстанции и электрические станции, на которых возможна реализация УВ. В курсовом проекте допускается использовать для управления статической устойчивостью ограниченный арсенал УВ из числа наиболее широко применяемых на практике. Это ОГ и ОН с помощью специальной автоматики отключения нагрузки (CAОН).

    Таким образом, в избыточной части ЭЭС  выбираются узлы, в которых возможно использование ОГ, а в дефицитной части ЭЭС намечаются узлы, в которых целесообразно использование ОН. Реализация УВ осуществляется по-разному, в зависимости от применяемого программного комплекса, например, в комплексе «МУСТАНГ – с помощью директив коррекции установившегося режима /2/.

    Выполнение  расчетов

    Для повышения запаса статической устойчивости заданного послеаварийного режима необходимо разгрузить линию 15-17, т.е. уменьшить передаваемую по ней мощность. Это можно осуществить за счёт применения следующих УВ: в избыточной части ОГ, в дефицитной части ОН посредством САОН. Анализ схемы и режима позволяет наметить узлы для реализации указанных УВ: узел 19 для ОН.

5.3. Дозировка УВ

    Если  устойчивость заданного послеаварийного  режима нарушается или коэффициент запаса меньше нормативного, то требуется применение АПНУ.

    Определение интенсивности необходимых УВ в общем случае осуществляется следующим образом:

• намечаются и отключаются дозы ОН и ОГ;
• рассчитывается установившийся режим для этих условий;

    определяется  мощность Р₀;

• методом утяжеления определяется Р_пр;
• рассчитывается коэффициент запаса, который сравнивается с нормативным.

    Затем, в зависимости от результата, добавляются  или уменьшаются дозы ОН и ОГ, и все операции повторяются. И так несколько раз, пока не будет достигнут нормируемый коэффициент запаса статической устойчивости.

    Ориентировочное значение первой дозы ОН и ОГ рекомендуется определять по выражению

    Р_саон=Р_ог–Р_доп,

    где Р₀ – мощность, передаваемая по сечению в исходном послеаварийном режиме.

    Р_доп – допустимая мощность по сечению, т.е. мощность, при которой обеспечивается нормированный запас устойчивости (Р_доп=(Р_пр–Р_Δ)/1,2);

    Р_пр – предельная передаваемая мощность, полученная при утяжелении исходного послеаварийного режима.

    ЗАМЕЧАНИЕ: в частном случае, когда при  утяжелении режима использовались изменения генерации и нагрузки именно в тех узлах, которые намечены для реализации УВ (ОГ и ОН), повторное утяжеление не осуществляется. В этом случае используются параметры уже имеющегося предельного режима.

    Выполнение  расчетов

    Применяем в 19 узле ОН.

    Намечаем  первую дозу УВ: ОН=200 МВт. Проводим расчет. Этой дозы недостаточно для обеспечения устойчивости. Отключаем 260 МВт. 

Таблица 8 – Исходные данные по сечению послеаварийного режима после ОН.

 

Таблица 9 – Данные по сечению рассчитанные методом утяжеления режима.

 

   Определяем коэффициент запаса статической устойчивости доаварийного режима: 

    Коэффициент запаса больше нормативного (0,082>0,08), поэтому статическая устойчивость обеспечивается.

6. Выбор управляющих воздействий АПНУ с целью сохранения динамической устойчивости ЭЭС при заданном возмущении

       Динамическая устойчивость оценивается по характеру изменения режимных параметров (прежде всего взаимных углов δ) в динамическом переходе ЭЭС после большого возмущения.

    Для определения динамической устойчивости проводятся расчеты переходных процессов  ограниченной длительности один – два цикла синхронных качаний.

    В курсовом проекте требуется выбрать  такие УВ, мининимально превышающие необходимые, чтобы обеспечивалась динамическая устойчивость при заданном аварийном возмущении.

    Для этого необходимо решить ряд задач.  
 

6.1. Моделирование возмущающего воздействия

     

    В качестве возмущающих воздействий при исследовании динамической устойчивости рассматриваются разного рода большие нарушения в ЭЭС:

• трёх фазное короткое замыкание ;

    В соответствии с требованиями используемого  программного комплекса для анализа  динамической устойчивости необходимо описать заданное возмущающее воздействие  с учетом всех факторов. 

Выполнение  расчетов

    В соответствии с требованиями комплекса «МУСТАНГ» аварийное возмущение, действия РЗ, АПВ, ПА моделируются с помощью директивы АВТОМАТИКА.

    Точка КЗ задается в узле 15 (подстанции ПС З 330 кВ) как показывают результаты расчёта доаварийного режима, мощность направлена из узла 15 в узел 18.

    Для моделирования заданных возмущений предусматривается следующие воздействия автоматики. В момент времени Т=0 с переходного процесса в узел 18 включаем шунт КЗ с сопротивлениями  Rш=0, Xш=0,1 Ом. Через 0,14 с после включения шунта отключаем его и одновременно отключаем линию 15-18. Эти воздействия моделируются следующим образом:

    АВТОМАТИКА

    ВРЕМЯ

    ШУНТ  15 0 0,1

    0,14 ШУНТ 15 0 -0,1

    0,14 ОТКЛЮЧАЕМ СВЯЗЬ 15-18

6.2. Оценка динамической устойчивости без ПА

    Для оценки динамической устойчивости без ПА необходимо выполнить расчет динамической устойчивости при заданном возмущении и при действии релейной защиты АПВ. Следует отметить, что в качестве исходного берется нормальный режим.

    Если  динамическая устойчивость нарушается, то делается вывод о необходимости применения АПНУ и далее решается задача по выбору УВ.

    Если  динамическая устойчивость не нарушается, то необходимо выполнить следующее.

    В качестве возмущения задано КЗ. В этом случае требуется путем проведения серии расчетов при последовательном увеличении времени отключения КЗ t_откл найти t_{откл.пр}, при котором динамическая устойчивость нарушается. Затем определить коэффициент запаса динамической устойчивости:

    

    В качестве возмущения задано другое нарушение. В этом случае требуется путем проведения серии расчетов при последовательном увеличении передаваемой мощности по выбранной связи  найти предел передаваемой мощности по условиям динамической устойчивости Р_пр.Д. При этом под пределом Р_пр.Д понимается та минимальная активная мощность, при которой динамическая устойчивость не сохраняется при заданном возмущении.  

    Выполнение  расчетов

    Для оценки динамической устойчивости выполняем  расчет переходного режима при заданном возмущении. 

    

    Рис.5. Характеристики динамической устойчивости без ПА 

    Угол  генератора 19 в момент времени 1,3 с от начала переходного режима, достигнув максимального  значения, начинает убывать. Такой характер изменения углов роторов генераторов свидетельствует о том, что динамическая устойчивость ЭЭС при рассматриваемом возмущении нарушается. Таким образом, в комплексе АПНУ необходимо предусмотреть УВ для предотвращения динамической устойчивости при рассматриваемом возмущении.

6.3. Определение места приложения и вида УВ

    Данная  задача решается приближенно, на основе анализа результатов расчетов исходного нормального режима и переходного режима при заданном возмущении.

    Требуется выявить избыточную и дефицитную части ЭЭС, выявить генераторы, выпадающие из синхронизма.  При этом обратить внимание на характер выпадения: ускоряются или тормозятся роторы генераторов (увеличиваются или уменьшаются  их углы δ сдвига роторов).

    Наметить  подстанции и электрические станции, на которых возможна реализация УВ. При выборе видов УВ необходимо прежде всего предусмотреть использование АПВ. Если применение АПВ невозможно или неэффективно, то рассматривается возможность применения других, более радикальных УВ.