CC BY
6УДК 620.9
Димитрюк К.А.
студент 4 курса, кафедра электроэнергетических систем
Смоленский филиал Национальный исследовательский университет «МЭИ» (г. Смоленск, Россия)
Ермаков М.А.
студент 4 курса, кафедра электроэнергетических систем
Смоленский филиал Национальный исследовательский университет «МЭИ» (г. Смоленск, Россия)
НОРМИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЭС И МЕТОДЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ
Аннотация: в работе рассмотрены руководящие указания и приведены нормируемые показатели статической устойчивости; возможные варианты и меры повышения статической устойчивости.
Ключевые слова: перетоки мощности, статическая устойчивость, нормируемые показатели статической устойчивости, АРВ пропорционального (ПД) и сильного действия.
Перетоки мощности в сечениях при установившихся режимах подразделяются следующие образом:
Нормальные (как при проектировании, так и при эксплуатации); Вынужденные (при эксплуатации);
Утяжелённые (при проектировании) (в течении года не превышают 10%).
Коэффициент запаса статической устойчивости по активной мощности в сечении (КР) (в расчётах обозначаемый как КЗ) вычисляется по формуле:
_РПР-Р-АР Кр" р '
где РПР — активная мощность, передаваемая через рассматриваемое сечение (переток в сечении) в режиме, предельном по статической устойчивости;
Р - переток в сечении в рассматриваемом режиме, Р>0;
АР — амплитуда нерегулярных колебаний активной мощности в этом сечении в рассматриваемом режиме (принимается, что под действием нерегулярных колебаний переток Р изменяется в диапазоне Р ± АР).
Значение амплитуды нерегулярных колебаний активной мощности (АР) в рассматриваемом сечении, устанавливается для каждого сечения энергосистемы по данным измерений, а при их отсутствии может быть определена по выражению:
АР = К •
Ч
РН1 • ?Н2
РН1 +^Н2
где РН1, РН2 —суммарные мощности нагрузки, с каждой из сторон рассматриваемого сечения (Мвт);
К — коэффициент, принимаемый при ручном регулировании 1,5, а при автоматическом 0,75 (или при ограничении перетоков мощности).
Вычисление предельного по статической устойчивости перетока в сечении осуществляется утяжелением режима (увеличением перетока). При этом рассматриваются траектории утяжеления режима, представляющие собой последовательности установившихся режимов, которые при изменении некоторого параметра или группы параметров позволяют достичь границы области статической устойчивости.
Предельные по статической устойчивости перетоки определяются с учетом перегрузки генераторов по току ротора, допустимой в течение 20 мин.
Значения коэффициента запаса по напряжению (Ки) относятся к узлам нагрузки и вычисляются по формуле :
_и-иКР
К
где и — напряжение в узле рассматриваемого режима;
иКР — критическое напряжение в узле нагрузки 110 кВ и выше, следует принимать меньшем, чем 0,7УНОМ и 0,75£/НОМ, где £/НОМ — напряжение в рассматриваемом узле нагрузки при нормальном режиме энергосистемы.
Допустимые значения напряжений в контролируемых узлах устанавливаются расчетами режимов энергосистемы.
Таблица 1 - Нормируемые показатели статической устойчивости
Переток в сечении Минимальные коэффициенты запаса по активной мощности, КР Минимальные коэффициенты запаса по активной мощности, Ку
Нормальный 0,20 0,15
Утяжелённый 0,20 0,15
Вынужденный 0,08 0,10
Послеаварийный режим после возмущений (нормативных) должен удовлетворять следующим требованиям:
коэффициенты запаса по активной мощности - не менее 0,08, коэффициенты запаса по напряжению - не менее 0,1. Длительность послеаварийного режима определяется временем, необходимым диспетчеру для восстановления условий нормального режима (как правило, не большим 15-20 мин).
В течение этого времени возникновение дополнительных возмущений (т.е. наложение аварии на аварию) не рассматривается.
Устойчивость при возмущении, приводящем к ослаблению сечения, может не сохраняться, в следующих случаях:
предел статической апериодической устойчивости в рассматриваемом сечении уменьшается более, чем на 70%;
предел статической апериодической устойчивости по оставшимся в сечении связям не превышает утроенной расчетной амплитуды нерегулярных колебаний мощности в этом сечении.
При этом деление по оставшимся в работе связям не должно приводить к каскадному развитию аварии при правильной работе ПА.
Повышению статической устойчивости электроэнергетических систем способствуют все мероприятия, обеспечивающие уменьшение взаимных сопротивлений между электростанциями и увеличение ЭДС этих станций при повышении пропускной способности электрических сетей. К ним относятся: использование АРВ пропорционального (ПД) и сильного действия (СД); повышение номинального напряжения линий электропередачи; сооружение параллельных цепей ВЛ; продольная емкостная компенсация части индуктивного сопротивления линии (УПК); установка в промежуточных точках регулируемых источников реактивной мощности (синхронных компенсаторов, статических тиристорных компенсаторов, управляемых шунтирующих реакторов); исключение режима перекомпенсации; установка фазоповоротных трансформаторов.
Внедрение в электроэнергетические системы централизованных комплексов автоматического предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), и дополненных отдельным видом рассредоточенной (децентрализованной) автоматикой, позволяющей регулировать частоту в ЭЭС и перетоки активной мощности через сечение в нормальных режимах, позволяет разработанной автоматике при аварийных ситуациях в сечении ЭЭС, приводящих к превышению предела статической устойчивости по передаваемой мощности, снизить переток мощности до нормируемых пределов передаваемой мощности оставшихся в работе ЛЭП, что позволяет в аварийных режимах отключать не всю нагрузку, а лишь небольшую её часть, сохранив показатели
частоты и напряжения в нормируемых пределах, а также обеспечить все требования устойчивости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Демидович Б.П. Лекции по математической теории устойчивости. М., Наука. 1967, 472с.
2. Жданов П. С. Вопросы устойчивости электрических систем / Под ред. Л. А. Жукова. - М., Энергия, 1979. - 456 с., ил.
3. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электроэнергетических системах: учеб. Пособие. - М.: Издательство «Омега-Л», 2013. - 384 с.
4. Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах: учеб. пособие / А.Н. Беляев [и др.]. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. - 156 с.
5. Электроэнергетические системы и сети. Электромеханические переходные процессы: учеб. Пособие для прикладного бакалавриата / Ю. В. Хрущев, К. И. Заподовников, А. Ю. Юшков. - М.: Издательство Юрайт, 2017. - 153 с. - Серия: Университеты России.
Dimitryuk K.A.
National Research University «MEI» (Smolensk, Russia)
Ermakov МА.
National Research University «MEI» (Smolensk, Russia)
NORMING OF EES STATIC STABILITY INDICATORS AND METHODS OF ITS INCREASE
Abstract: the paper considers guidelines and provides normalized indicators of static stability; possible options and measures to improve static stability.
Keywords: power overflows, static stability, standardized indicators of static stability, proportional (PD) and strong action ARVs.
